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生物反应器补料与过程控制工程

共计 30 章节
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01
生物反应器补料与过程控制工程导论
目标=课程定位 · 核心问题 · 典型工业场景与学习路径
生物反应器补料过程控制工程导论
02
生物反应器类型与操作模式
目标=批次 · 补料分批 · 连续培养
生物反应器类型操作模式
03
补料分批培养的物料衡算
目标=底物 · 产物 · 生物量动态平衡方程与比生长速率
补料分批培养的物…目标=底物
04
细胞生长与产物生成动力学
目标=Monod方程 · Luedeking-Piret方程 · 抑制模型与参数辨识方法
细胞生长产物生成动力学
05
补料策略设计基础
目标=恒速补料 · 指数补料 · 脉冲补料
补料策略设计基础目标=恒速补料
06
指数补料与恒比生长控制
目标=比生长速率设定 · 补料速率推导 · 细胞浓度指数增长实现与偏差校正
指数补料恒比生长控制
07
底物限制与副产物抑制
目标=临界底物浓度 · 溢流代谢 · 乙酸/乳酸积累的补料调控策略
底物限制副产物抑制
08
溶解氧传递与供氧控制
目标=kLa测定 · OUR与OTR平衡 · 搅拌与通气协同调控
溶解氧传递供氧控制
09
pH与温度过程控制
目标=PID控制回路 · 酸碱补料联动 · 温度对生长与产物合成的耦合影响
pH温度过程控制
10
补料培养基设计与灭菌
目标=碳氮比 · 微量元素 · 前体与诱导剂补加
补料培养基设计灭菌
11
在线传感器与过程分析技术
目标=pH · DO · 温度
线传感器过程分析技术
12
离线采样与生化分析
目标=取样代表性 · 细胞浓度 · 底物/产物/代谢物测定
离线采样生化分析
13
过程状态估计与软测量
目标=卡尔曼滤波 · 状态观测器 · PLS回归在生物量/产物浓度估计中的…
过程状态估计软测量
14
反馈控制与先进控制算法
目标=PID · 前馈-反馈 · 自适应控制
反馈控制先进控制算法
15
补料过程建模与仿真
目标=常微分方程模型 · 参数敏感性分析 · MATLAB/Python仿真与虚拟…
补料过程建模仿真
16
大肠杆菌高密度补料分批培养
目标=葡萄糖限制 · 乙酸控制 · 诱导时机与自动补料方案
大肠杆菌高密度补…目标=葡萄糖限制
17
酵母补料分批培养与乙醇控制
目标=Crabtree效应 · 甘油/乙醇代谢 · DO-stat与呼吸商反馈补料
酵母补料分批培养乙醇控制
18
哺乳动物细胞灌流培养与补料
目标=葡萄糖/谷氨酰胺限制 · 乳酸/氨控制 · 细胞截留与灌流速率优化
哺乳动物细胞灌流…补料
19
重组蛋白生产中的补料与诱导
目标=IPTG/温度诱导 · 前体补加 · 代谢负荷与产物降解控制
重组蛋白生产补料
20
抗生素与次级代谢产物发酵补料
目标=前体 · 诱导物 · 碳源/氮源分阶段补加与产物合成期调控
抗生素次级代谢产物发酵…
21
微藻与光合生物反应器补料
目标=CO2补加 · 光强/光周期 · 氮/磷限制与脂质/色素积累调控
微藻光合生物反应器补…
22
补料过程放大与缩小
目标=几何相似 · 功率输入 · 混合时间
补料过程放大缩小
23
补料过程故障诊断与异常处理
目标=污染 · 泡沫 · 传感器漂移
补料过程故障诊断异常处理
24
过程数据采集与监控系统
目标=SCADA · DCS · PLC
过程数据采集监控系统
25
批次间一致性与工艺表征
目标=关键工艺参数 · 关键质量属性 · 设计空间与补料控制策略验证
批次间一致性工艺表征
26
补料过程优化实验设计
目标=响应面法 · 析因设计 · 动态实验
补料过程优化实验…目标=响应面法
27
模型预测控制与实时优化
目标=动态模型 · 约束处理 · 滚动优化
模型预测控制实时优化
28
连续与灌流培养过程控制
目标=恒化器 · 灌流速率 · 细胞 bleed
连续灌流培养过程控制
29
补料与过程控制工程案例
目标=胰岛素 · 单抗 · 氨基酸
补料过程控制工程案例
30
课程综合实战与前沿展望
目标=从工艺需求到补料控制方案设计 · 数字孪生 · AI辅助过程控制与未来趋势
课程综合实战前沿展望