شبیه سازی و بهینه سازی راكتور بیولوژیكی تولیدكننده بوتانول

تخمیر نیمه پیوسته، روشی کارا و سودمند جهت تولید محصولات متابولیکی ارزشمند مانند سوخت های زیستی می باشد مدلسازی ریاضی بیوراکتورهای نیمه پیوسته با توجه به طبیعت گذرا و ناپایای تخمیر و همچنین پیچیدگی متابولیسم سلولی، مسأله ای بسیار دشوار و پیچیده است

شبیه سازی و بهینه سازی راكتور بیولوژیكی تولیدكننده بوتانول

تخمیر نیمه پیوسته، روشی کارا و سودمند جهت تولید محصولات متابولیکی ارزشمند مانند سوخت های زیستی می باشد. مدلسازی ریاضی بیوراکتورهای نیمه پیوسته با توجه به طبیعت گذرا و ناپایای تخمیر و همچنین پیچیدگی متابولیسم سلولی، مسأله ای بسیار دشوار و پیچیده است. در این زمینه برخی از محققین مدل هایی ساخت یافته ارائه کرده اند که نسبت به  مدل های غیر ساخت یافته دقت و بازده بیشتری دارند. در این تحقیق، مدل ساختار یافته دقیق و کارای موازنة فلاکس پویا برای توصیف رفتار باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکوم) (clostridium acetobutylicum مطرح شده است. این مدل حاصل تلفیق مدل پایای متابولیسم درون سلولی و معادلات موازنة جرم پویا بر روی اجزای اصلی برون سلولی می باشد. مدل پویای مذکور بر پایة شبکة  متابولیکی بازسازی شدة 824_cellb بیان شده است. در مدلسازی فرایند تخمیر نیمه پیوسته، جهت همبستگی تولید بوتانول و رشد میکروارگانیسم، ژن های CoATدر مدل 824_cellb حذف شده و ژن AAD بیش از حالت طبیعی بیان شده و شرایط اولیه و پارامترهای عملیاتی بهینه برای تولید بیشینه محصول مطلوب، مورد استفاده قرار گرفته است. این پارامترها عبارتند از: زمان نهایی عملیات، حجم اولیه راکتور و دبی خوراک ورودی. روند كلی عملیات نیمه‌پیوسته به دو فاز عملیاتی اسیدی (جهت رشد و تكثیر باكتری‌ها از غلظت كم تا غلظتی قابل توجه) و خنثی (جهت افزایش غلظت توده زیستی و جهت افزایش تولید بوتانول) با نرخ خوراك ورودی ثابت تقسیم‌بندی شده است. بهینه سازی در حالت نیمه پیوسته صورت گرفته است. شایان ذكر است كه نتایج به خوبی اهمیت حدف ژن و بیان بیش از حد ژن را در تعیین شرایط عملیاتی فرایندهای نیمه پیوسته نشان می دهد، در واقع می توان گفت كه حدف ژن و بیان بیش از حد ژن در شرایط بی هوازی با حفظ سایر پارامترها نسبت به حالت بهینه، موجب افزایش میزان محصول مطلوب(بوتانل) و کاهش میزان تولید محصول نامطلوب(اتانول و استون) خواهد شد. استفاده از مدلهای ساختار یافته مبتنی بر آنالیز موازنه فلاکس، بدون نیاز به اطلاعات سینتیکی آنزیمی، قادر به مدلسازی دقیق رفتار میکرو ارگانیسم ها می باشند.

فهرست

1- مقدمه. 2

1- 1- مقدمه‌ای بر بیوتكنولوژی.. 2

1-2- بیوتكنولوژی- یك هسته مركزی با دو جزء 4

1-3- مقدمه‌ای بر فرآیند‌های تخمیری.. 5

1-3-1- بخش‌های اصلی فرایند تخمیری.. 7

1-3-2- محیط كشت تخمیر صنعتی.. 8

2- مروری بر كارهای گذشته. 11

2-1- مروری بر كاربردهای كشت نیمه‌پیوسته (غیر مداوم خوراك‌دهی شده) 11

2-2- مروری بر تولید بوتانل از طریق كشت میكروبی.. 13

2-3- مروری بر بهینه‌سازی فرایند‌های تخمیر نیمه‌پیوسته. 13

3- فرایند. 16

3-1- طراحی فرمانتور 17

3-2- كشت نیمه پیوسته (غیر مداوم خوارك‌دهی‌شده) 19

3-2-1- مزایای كشت نیمه پیوسته (غیر مداوم خوارك‌دهی‌شده) 20

3-3- بوتانول(بوتیل الکل) 22

3-3- 1- روش های تولید بوتانول.. 25

3-3-2-1- استفاده از بوتانول به عنوان جایگزین سوخت های فسیلی.. 25

3-3-1-2-تحقیقات انجام شده در زمینه تولید بیولوژیکی بوتانول  27

فصل چهارم. 29

4- مدلسازی.. 30

4-1- مدل بیوراكتور نیمه پیوسته. 30

4-2- مدل‌های رشد میكروارگانیسم‌ها 31

4-2-1- مدل‌های ساختار نیافته. 31

4-2-1-1- مدل‌های مونود، هالدن، كناك، تیسیر و موزر 31

4-2-1-2- مدل شبكه عصبی.. 33

4-2-2- مدل‌های ساختاریافته. 33

4-2-2-1- مدل‌های مبتنی بر آنالیز موازنه فلاكس (FBA) 35

4-2-2-2- مدل‌های مبتنی بر آنالیز موازنه فلاكس پویا (DFBA) 39

4-3- مدلسازی مورد استفاده در این تحقیق.. 40

4-3-1- معادلات حاكم.. 41

4-4-1- مدل آنالیز موازنه فلاکس پویا برای کشت ناپیوسته گونه طبیعی (وحشی) باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکوم  42

4-4-1-1- تعیین پارامترهای بهینه معادلات جذب مواد غذایی  43

4-4-2- مدل آنالیز موازنه فلاکس پویا برای کشت نیمه پیوسته گونه جهش یافته باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکوم  50

5- بهینه‌سازی.. 59

5-1- استراتژی عملیاتی.. 61

6- نتایج، بحث و نتیجه گیری.. 64

6-1- نتایج حاصل از بهینه سازی.. 64

6-2- مطالعات موضوعی.. 67

6-3- بحث و نتیجه گیری.. 68

منابع.. 70

پیوست یك.... 74

پیوست دو 80

فهرست شکل ها و نمودارها

عنوان و شماره.................................................................................................................  صفحه

شكل (3-1)- نمایی كلی از یك بیو‌راكتور پیوسته.....................................................................17

شكل(3-2)- مواد شیمیایی تولیدی از بوتانول....................................................................23

شكل (4-1)- شبكه متابولیكی ساده ای از باكتری ای-كلای............................................. 36

شكل (4-2)- روش FBA.............................................................................................................37

شكل (4-3)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر سرعت رشد ویژه سویه طبیعی حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ریزی خطی بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن............... 44

شكل (4-4)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر فلاکس خروجی هیدروژن حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ریزی خطی بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن.............................45

شكل (4-5)- نمودار تغییرات غلظت گلوكز در بیوراکتور ناپیوسته......................................... 48

شكل (4-6)- نمودار تغییرات غلظت توده زیستی در بیوراکتور ناپیوسته................49

شكل (4-7)- نمودار تغییرات غلظت محصولات در بیوراکتور ناپیوسته..................................49

شكل (4-8)- حذف ژن بصورت شماتیک......................................................................51

شكل (4-9)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر سرعت رشد ویژه سویه جهش یافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ریزی خطی بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن...52

شكل (4-10)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر فلاکس اتانول در سویه جهش یافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ریزی خطی بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن...47

شكل (4-11)- رویه سه بعدی مربوط به مقادیر فلاکس بوتانل در سویه جهش یافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ریزی خطی بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن............... 53

شكل (4-12)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر سرعت رشد ویژه سویه جهش یافته، حاصل از شبیه سازی با شبکه عصبی مصنوعی، بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن...................................................................................................................................................... 55

شكل (4-13)- رویه های سه بعدی مربوط به مقادیر فلاکس اتانول در سویه جهش یافته، حاصل از شبیه سازی با شبکه عصبی مصنوعی، بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز، هیدروژن ورودی...........................................................................................................................................................55

شكل (4-14)- رویه سه بعدی مربوط به مقادیر فلاکس بوتانل در سویه جهش یافته، حاصل از شبیه سازی با شبکه عصبی مصنوعی، بر حسب فلاکسهای ورودی گلوکز و هیدروژن ورودی...........................................................................................................................................................56

شكل (6-1)- تغییرات غلظت توده زیستی در بیوراکتور نیمه پیوسته.....................................65

شكل (6-2)- تغییرات مقدار گلوکز در كشت نیمه پیوسته........................................................66

شكل (6-3)- تغییرات مقدار محصولات در كشت نیمه پیوسته................................................66

شكل (6-4)- تغییرات ژنتیکی اعمال شده در میکروارگانیسم...................................................67

فهرست جدول ها

عنوان.................................................................................................................................................صفحه

جدول (3-1)- استانداردهای مواد مورد استفاده در یك فرمانتور پیچیده..............................17

جدول (4-1)- میزان خطای مطلق و نسبی شبکه عصبی مصنوعی انتخابی مربوط به سرعت رشد ویژه برای داده های آموزش و تست در مورد سویه طبیعی.....................................................46

جدول (4-2)- میزان خطای مطلق و نسبی شبکه عصبی مصنوعی انتخابی مربوط به فلاكس اتانول برای داده های آموزش و تست در مورد سویه طبیعی.............................................46

جدول (4-3)- مقادیر فلاکس ماکزیمم هیدروژن و گلوکز برای سویه طبیعی باكتری کلستریدیم استوبوتیلیکم در شرایط اسیدی و خنثی.........................................................................47

جدول (4-4)- مقادیر پارامترهای بهینه معادلات جذب برای سویه طبیعی باكتری کلستریدیم استوبوتیلیکم در فاز اسیدی.............................................................................................. 47

جدول (4-5)- مقادیر پارامترهای بهینه معادلات جذب برای سویه طبیعی باكتری کلستریدیم استوبوتیلیکم در شرایط خنثی...........................................................................................48

جدول (4-6)- مقادیر میانگین درصد خطای مطلق و نسبی مربوط به تغییرات غلظت گلوکز، توده زیستی، بوتانل، اتانول و استون در شرایط ناپیوسته.....................................................50

جدول (4-7)- میزان خطای مطلق و نسبی شبکه عصبی مصنوعی انتخابی مربوط به سرعت رشد ویژه برای داده های آموزش و تست در مورد سویه جهش یافته............................................54

جدول (4-8)- میزان خطای مطلق و نسبی شبکه عصبی مصنوعی انتخابی مربوط به فلاكس بوتانل برای داده های آموزش و تست در مورد سویه جهش یافته...........54

جدول (4-9)- میزان خطای مطلق و نسبی شبکه عصبی مصنوعی انتخابی مربوط به فلاكس اتانول برای داده های آموزش و تست در مورد سویه جهش یافته....................................54

جدول (6-1)- مقادیر بهینه حاصل برای متغیرهای تصمیم گیری...........................................64

جدول (6-2)- مقادیر پارامترهای كلیدی در حل مسئله بهینه سازی.....................................65

برچسب ها : شبیه سازی و بهینه سازی راكتور بیولوژیكی تولیدكننده بوتانول , شبیه سازی , بهینه سازی , راكتور , بیولوژیكی , تولیدكننده , بیوتکنولوژی , فرایندهای تخمیری , محیط کشت , فرمانتور , بوتانول , مقاله , پژوهش , تحقیق , پروژه , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , دانلود پروژه

بهینه سازی سیستم توزین کارخانه آسفالت

راهسازان از زمانهای قدیم بر لزوم و اهمیت روسازی راهها واقف بوده اند و برحسب مورد از انواع آن استفاده می كردند طرح،اجرا و نگهداری روسازی راه‌ها از مهم‌ترین و در عین حال از مشكل‌ترین قسمت های راهسازی است و اغلب اشكالات بعدی زاییده طرح، اجرا و یا نگهداری غیر اصولی این قسمت پراهمیت راه است

بهینه سازی سیستم توزین کارخانه آسفالت

راهسازان از زمانهای قدیم بر لزوم و اهمیت روسازی راهها واقف بوده اند و برحسب مورد از انواع آن استفاده می كردند. طرح،اجرا و نگهداری روسازی راه‌ها از مهم‌ترین و در عین حال از مشكل‌ترین قسمت های راهسازی است و اغلب اشكالات بعدی زاییده طرح، اجرا و یا نگهداری غیر اصولی این قسمت پراهمیت راه است.

اگر روسازی راهی بطور اصولی وصحیح، طرح واجرا و نگهداری نشود،راه در برابر عوامل جوی و اثر فرساینده آمد وشد خودروها مقاومت نكرده وبه سرعت خراب شده و درنتیجه موجب از دست رفتن سرمایه گذاری اولیه می شود. علاوه بر این، خرابی روسازی باعث افزایش سایر هزینه ها از قبیل هزینه مرمت و بهسازی وهمچنین افزایش هزینه های غیر مستقیمی كه به علت بدی روسازی به استفاده كنندگان از راه تحمیل می شود خواهد شد. در چند دهه اخیر به دنبال پیشرفت های قابل ملاحظه ای كه در علم مكانیك خاك، مصالح روسازی انجام آزمایش های آزمایشگاهی وكارگاهی، مقاومت مصالح و تحلیل سیستم های پیچیده ی روسازی با استفاده از سیستم های توزین به وقوع پیوسته است،لازم است كه مهندسین راهساز ضمن اطلاع از شرایط خاص ایران از آنچه كه در این زمینه ها در سایر كشورهای دیگر رخ می دهد اگاهی داشته باشند.

فهرست مطالب

چکیده1

مقدمه. 2

فصل اول: کلیات.. 3

آسفالت.. 4

انواع کارخانه آسفالت.. 5

فصل دوم: فرآیند تولید آسفالت.. 17

فرآیند تولید آسفالت.. 18

فصل سوم: ضرورت و اهمیت پروژه23

فرضیه های پروژه24

اهداف پروژه25

فصل چهارم: سیستم توزین پرتابل. 26

سیستم توزین پرتابل. 27

- مشخصات سیستم توزین. 27

نتیجه گیری.. 36

پیوست ها37

منابع و ماخذ 39

برچسب ها : بهینه سازی سیستم توزین کارخانه آسفالت , بهینه سازی , سیستم توزین , کارخانه آسفالت , پروژه , پزوهش , جزوه , مقاله , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پزوهش , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود تحقیق

بررسی و بهینه سازی ماشین های آسنکرون

موتورهای اسنکرون یا القایی که جزء موتورهایACتقسیم بندی می شوند در صنعت و ابعاد مختلف زندگی رواج فراوان یافته

بررسی و بهینه سازی ماشین های آسنکرون

موتورهای اسنکرون یا القایی که جزء موتورهایACتقسیم بندی می شوند در صنعت و ابعاد مختلف زندگی رواج فراوان یافته که علت آن هم سادگی ساخت ،قدرت بالا؛ارزان بودن و همچنین سهولت تعمیرات می باشد(این موتورها فاقد جاروبک و مساله کموتاسیون هستند).جهت کنترل سرعت این موتورها می توان از درایو با قابلیت تغییر فرکانس بهره گرفت.

فهرست مطالب

چکیده. 1

طبق محاسبات.. 2

رتور سیم بندی شده:6

رتور قفس سنجابی:7

لغزش:9

مدار معادل رتور:11

تلفات در موتورهای القایی.. 15

دیاگرام توازن قدرت در موتور های القایی.. 18

گشتاور در حالت های مختلف.. 21

بدستآوردن رابطه گشتاور. 23

نمودار گشتاور سرعت موتور. 25

گشتاور ماکزیمم در موتور القایی.. 27

کنترل مشخصه گشتاور سرعت موتور القایی.. 29

کنترل ولتاژ تغزیه. 30

روش های کنترل مقاومت رتور موتور القایی.. 31

راه اندازی موتورهای القایی.. 38

انواع راه اندازی موتورهای القایی.. 38

اتو ترانسفورماتور:40

ستاره،مثلث:41

کنترل مقاومت رتور:42

کنترل مقاومت استاتور:43

کنترل سرعت موتورهای القایی.. 45

کنترل فوران:46

کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس:46

کنترل سرعت توسط کنترل تریستوری:48

روش دالاندر:49

اثر هارمونیک ها بر عملکرد موتور القایی.. 50

کنترل مدرن موتور های القایی.. 53

فاصله درایو تا موتور. 57

انتخاب بهینه موتور. 57

محاسبه گشتاور بار. 58

ابعاد و اندازه موتورها:60

منابع :64

برچسب ها : بررسی و بهینه سازی ماشین های آسنکرون , بهینه سازی , ماشین های آسنکرون , پروژه , پژوهش , مقاله , جزوه , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود مقاله , دانلود جزوه , دانلود تحقیق

دستورالعمل و ضوابط كلی تاسیسات عایق بندی ساختمان

تلاش برای بهینه سازی و مصرف سوخت در ساختمانها از اهداف عمده بخش ساختمان و مسكن می‌باشد تمامی فعالیتهائیكه می توانند به نوعی در بهینه سازی مصرف سوخت موثر باشند از قبیل عایقكاری حرارتی ساختمان ، عایقكاری تاسیسات مكانیكی

دستورالعمل و ضوابط كلی تاسیسات عایق بندی ساختمان

مقدمه : 

تلاش برای بهینه سازی و مصرف سوخت در ساختمانها از اهداف عمده بخش ساختمان و مسكن می‌باشد تمامی فعالیتهائیكه می توانند به نوعی در بهینه سازی مصرف سوخت موثر باشند از قبیل : عایقكاری حرارتی ساختمان ، عایقكاری تاسیسات مكانیكی ، استفاده از تجهیزات با راندمان بالا ، مصالح مرغوب (مانند پنجره‌های دوجداره) و طراحی مناسب در راستای جلوگیری از اتلاف انرژی‌ از اهم فعالیتهای مدیریت ساختمان می باشد . 

ضوابط  و دستورالعمل ها : 

تعریف ـ به منظور عملكرد و بهره‌برداری مطلوب از یك ساختمان رعایت اصول و بكارگیری سیستم‌های موثر در یك ساختمان یكی از شاخص های اصلی محسوب می شود

الف ـ ضوابط و دستوالعمل خاص منطقه 

در این رابطه كلیه دستور العمل های اجرائی و ضوابط و مقررات در صدور پروانه های ساختمانی با در نظر گرفتن موارد مشروحه ذیل به عنوان پیوست نیز بایستی مدنظر و رعایت قرار گیرند .

۱-۱- رعایت نماهای متناسب و همگون و هماهنگ با شرایط اقلیمی منطقه و زیباسازی هر محله در ناحیه شهری .

۱-۲- رعایت الگوهای معماری تعیین شده درخصوص سقفهای شیبدار در شهركهای تعریف شده .

۱-۳- پوشش مشبك (دیوار حائل و مقاوم) و زیبا در مقابل كولرهائیكه در تراس نصب می شوند .

۱-۴- پوشش اطراف كانالهای كولر در بام ساختمانها با عایق حرارتی و مصالح ساختمانی ضرورت دارد .

۱-۵- اجراء‌سیستم ‌لوله ‌كشی دوگانه (جدا‌سازی آب ‌شرب ‌از آب غیرشرب) در سرویسهای بهداشتی و آشپزخانه ها واحدهای ساختمانی به منظور صرفه جویی لازمه .

۱-۶- رعایت ضوابط و اجراء تونل های تاسیسات شهری براساس ضوابط تعریف شده به منظور استفاده بهینه و ایمنی از سیستم های : برق رسانی ، تلفن و ارتباطات ، آب خام (آتش‌نشانی و مصرف غیرشرب) و آب شرب به منظور ایمن سازی معبرهای ترددی شهركها و محله ها و جلوگیری از تخریب خیابان می باشد .

۱-۷- اجراء لوله‌های فاضلاب (عدم استفاده از چاه‌های جذبی)و هدایت خطوط لوله‌های فاضلاب فرعی به خطوط اصلی دفع فاضلاب به تصفیه خانه مركزی منطقه ضروری می باشد.

۱-۸- رعایت مقررات و ضوابط اصول ایمنی و حریم های تعریف شده شركتهای : گاز ، آب و فاضلاب، برق و .. بایستی مدنظر قرار گیرند .

۱-۹- استفاده از آب غیرشرب جهت مصارف فضای سبز و سرویس های بهداشتی و تاسیساتی واحدهای ساختمانی و همچنین استفاده از مخازن آب خام ذخیره شده جهت آتش نشانی در موارد فوق الذكر به منظور جلوگیری از ركورد و غیرفعال شده سیستمهای آتش نشانی در هر محله از شهركها مورد نظر است .

نوع فایل: word

سایز:146 KB  

تعداد صفحه:8

برچسب ها : دستورالعمل و ضوابط كلی تاسیسات عایق بندی ساختمان , دستورالعمل و ضوابط كلی تاسیسات عایق بندی ساختمان , تاسیسات عایق بندی ساختمان , عایق بندی ساختمان , بهینه سازی , مصرف سوخت , عایقكاری حرارتی ساختمان , عایقكاری تاسیسات مكانیكی , ضوابط و دستورالعمل ها , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پایان نامه , دانلود پروژه