Naslov
Modeliranje procesa proizvodnje piruvata s cijelim stanicama Escherichia coli: usporedba mehanističkog modela i neuralne mreže
(Modeling of the pyruvate production with Escherichia coli: Comparison of mechanistic and neural network-based model)

Autori
Zelić, Bruno ; Bolf, Nenad ; Vasić-Rački, Đurđa

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
Knjiga sažetaka / Škare, Danko - Zagreb : Hrvatsko društvo kemijskih inženjera i tehnologa (HDKI), 2005, 339-339

Skup
XIX. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera

Mjesto i datum
Opatija, Hrvatska, 24.04.2005. - 27.04.2005

Vrsta sudjelovanja
Poster

Vrsta recenzije
Domaća recenzija

Ključne riječi
piruvat; Escherichia coli; mehanistički model procesa; neuralne mreže
(pyruvate; Escherichia coli; mechanistic process model; neural networks-based model)

Sažetak
Važan korak pri razvoju i uvećanju mikrobioloških procesa je kvantitativno razumjevanje temeljnih staničnih karakteristika, primjerice potrošnje substrata i rasta biomase. Za tu svrhu se zbog svoje jednostavnosti i robusnosti najčešće koriste nestrukturni mehanistički &laquo ; ; black-box&raquo ; ; modeli. Ovi modeli imaju brojne nedostatke u opisivanju mikrobioloških procesa kao što su nemogućnost primjene u uvjetima neuravnoteženog rasta i nepouzdanost procjene kinetičkih parametara modela. Osim toga mehanistički modeli su nelinearni i zahtjevaju složene numeričke metode za svoje rješavanje, te su stoga u većini slučajeva neprikladni za razvoj i primjenu sustava za vođenje procesa. U takvim slučajevima najčešće se koriste empirijski modeli temeljeni na poznavanju ulaznih i izlaznih veličina procesa. U ovom radu uspoređeni su eksperimentalni rezultati šaržnog i semi-šaržnog procesa s rezultatima simulacija nestrukturnog mehanističkog &laquo ; ; black-box&raquo ; ; modela i modela razvijenog neuralnom mrežom za modeliranje dinamičkog vladanja procesa. Kao model sustav primjenjen je prosec proizvodnje piruvata iz glukoze i acetata s cijelim stanicama genetski modificirane Escherichia coli YYC202 ldhA::Kan. Vremenska promjena koncentracije reaktanata i produkata predviđena je pomoću četiri neuralne mreže za koncentraciju biomase, glukoze, piruvata i acetata. Mreže su trenirane korištenjem eksperimentalnih rezultata semi-šaržnog procesa proizvodnje piruvata s konstantnim dotokom glukoze. Ocjena valjanosti modela provedena je na rezultatima šaržnog i semi-šaržnog procesa proizvodnje piruvata. Pokazalo se da se neuralne mreže mogu koristiti za opisivanje složenih mikrobioloških procesa, čak i u uvjetima u kojima mehanistički nestrukturni &laquo ; ; black-box&raquo ; ; modeli zbog svoje jednostavnosti i nedostataka ne mogu biti primjenjeni.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA