基于傅里叶变换近红外光谱实时分析1,3-丙二醇发酵过程生物量的在线监测方法

王路，刘涛，陈洋，孙亚琴，修志龙

1 大连理工大学 控制科学与工程学院，辽宁 大连 116024 2 大连理工大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连 116024

基于傅里叶变换近红外光谱实时分析1,3-丙二醇发酵过程生物量的在线监测方法

王路1，刘涛1，陈洋2，孙亚琴2，修志龙2

1 大连理工大学 控制科学与工程学院，辽宁 大连 116024 2 大连理工大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连 116024

生物量是反映生物发酵过程进展的重要参数，对生物量进行实时监测可用于对发酵过程的调控优化。为克服目前主要采用的离线方法检测生物量时间滞后和人工测量误差较大等缺点，本研究针对1,3-丙二醇发酵过程设计了一个基于傅里叶变换近红外光谱实时分析技术的生物量在线监测实验平台，通过对实时采集光谱预处理以及敏感光谱段分析，应用偏最小二乘算法，建立了1,3-丙二醇发酵过程生物量变化的动态预测模型。以底物甘油浓度为60 g/L和40 g/L的发酵过程作为外部验证实验，分析得到模型的预测均方根误差分别为0.341 6和0.274 3，结果表明所建立的模型具有较好的实时预测能力，能够实现对1,3-丙二醇发酵过程中生物量的有效在线监测。

近红外光谱分析技术，在线监测，1,3-丙二醇发酵过程，生物量，偏最小二乘算法

发酵技术现已被应用于很多生产领域，关于发酵过程监控与优化方面的研究受到越来越多的关注和探讨[1–3]。相对于很多其他生化工程，发酵过程大多数成分复杂且变化较快[4]，因此要对发酵过程实施在线调控，首先要解决的问题就是如何实现对过程重要参数的实时监测[5]。……