پیشینه تحقیق بیوتکنولوژی و کاربردهای کشت نیمه‌پیوسته (غیر مداوم خوراک‌دهی شده) و روش های تولید بوتانول دارای ۵۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱- مقدمه    ۵
۱- ۱- مقدمه‌ای بر بیوتکنولوژی    ۵
۱-۲- بیوتکنولوژی- یک هسته مرکزی با دو جزء    ۷
۱-۳- مقدمه‌ای بر فرآیند‌های تخمیری    ۹
۱-۳-۱- بخش‌های اصلی فرایند تخمیری    ۱۱
۱-۳-۲- محیط کشت تخمیر صنعتی    ۱۲
۲- مروری بر کارهای گذشته    ۱۵
۲-۱- مروری بر کاربردهای کشت نیمه‌پیوسته (غیر مداوم خوراک‌دهی شده)    ۱۵
۲-۲- مروری بر تولید بوتانل از طریق کشت میکروبی    ۱۷
۲-۳- مروری بر بهینه‌سازی فرایند‌های تخمیر نیمه‌پیوسته    ۱۸
۳- فرایند    ۲۰
۳-۱- طراحی فرمانتور    ۲۱
۳-۲- کشت نیمه پیوسته (غیر مداوم خوارک‌دهی‌شده)    ۲۴
۳-۲-۱- مزایای کشت نیمه پیوسته (غیر مداوم خوارک‌دهی‌شده)    ۲۵
۳-۳- بوتانول(بوتیل الکل)    ۲۷
۳-۳- ۱- روش های تولید بوتانول    ۳۱
۳-۳-۲-۱- استفاده از بوتانول به عنوان جایگزین سوخت های فسیلی    ۳۲
۳-۳-۲-۲-تحقیقات انجام شده در زمینه تولید بیولوژیکی بوتانول    ۳۳
۴- مدلسازی    ۳۶
۴-۱- مدل بیوراکتور نیمه پیوسته    ۳۶
۴-۲- مدل‌های رشد میکروارگانیسم‌ها    ۳۷
۴-۲-۱- مدل‌های ساختار نیافته    ۳۷
۴-۲-۱-۱- مدل‌های مونود، هالدن، کناک، تیسیر و موزر    ۳۷
۴-۲-۱-۲- مدل شبکه عصبی    ۴۰
۴-۲-۲- مدل‌های ساختاریافته    ۴۰
۴-۲-۲-۱- مدل‌های مبتنی بر آنالیز موازنه فلاکس (FBA)    ۴۲
۴-۲-۲-۲- مدل‌های مبتنی بر آنالیز موازنه فلاکس پویا (DFBA )    ۴۷
منابع    ۴۹

منابع

فرازمند، علی (۱۳۷۱). بیوتکنولوژی. چاپ اول. تهران: انتشارات دانشگاه علامه طباطبایی.

روستا، علی اکبر (۱۳۸۲). کاربرد شبکه های عصبی در بدست آوردن مدل راکتور شیمیایی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.

شجاع الساداتی، عباس (۱۳۸۱). بیوتکنولوژی صنعتی. چاپ اول. تهران: دانشگاه تربیت مدرس، دفتر نشر آثار علمی.

McKinlay, J.B., Vieille, C., Zeikus, J.G (2007). Prospects for a bio-based succinate industry. Applied Microbial Biotechnology, 76, 727-740.

Oliviera, R (2004). “ Combining first principles modelling and artificial neural networks: a general framework.” Computers and Chemical Engineering., Vol. 28, pp.755-766.

Parekh, S. and Cheryan, M (1990). “ Fed-batch fermentation of glucose to acetate by an improved strain of Clostridium thermoaceticum.” Biotechnology Letters., Vol. 12, No. 11, pp. 861-864.

Senger, J. L., Vo, T.D., Schilling , C.H. , Palsson, B.O (2012). An expanded genome-    scale model of clostridium acetobutylicum K-12 (iJR904 GSM/GPR). Genome Biology, 4, R54.

Rocha, I. and Ferreira, E.C (2002). “ Optimization methods for improving fed-batch cultivation of E. coli producing recombinant proteins.” Proceeding of the 10^th Mediterranean Conference on Control and Automation-MED 2002 Lisbon, Portugal, July 9-12, 2002.

Angira, R. and Babu. B.V (2006). Optimization of process synthesis and design problems: A modified differential evolution approach. Chemical Engineering Science. 61,4707 – ۴۷۲۱٫

Azevedo, S.F. et al. (1997). “ Hybrid modeling of biochemical processes: a comparison with conventional approach.” Computers Chem Eng., Vol. 21, pp. 751-756.

Ito, T. et al. (1991). “ Efficient ethanol production by repeated fed-batch fermentation using two fermentors.” Applied Microbiology and Biotechnology., Vol. 36, No. 3, pp. 295-299.

Kaelo P. and Ali M.M (2006). “A numerical study of some modified differential evolution algorithms”, European Journal of Operational Research. Vol. 169,  pp. 1176–۱۱۸۴٫

Kauffman, K. J. et al. (2003).  “Advances in metabolic flux analysis.” Curr Opin Biotechnol., Vol. 14, pp. 491-496.

Cheon Lee, P. et al. (2000). “ Fermentative production of Butanol from glucose and corn steep liquor by Anaerobiospirillum succiniciproducens.” Biotechnol Bioprocess Eng., Vol. 5, pp. 379-381.

Dhir, S. et al. (2000). “ Dynamic optimization of hybridoma growth in a fed-batch bioreactor.” Biotechnology and Bioengineering., Vol. 67, No. 2, pp. 197-205.

Ronen, M. et al. (2002). “ Optimization of feeding profile for a fed-batch bioreactor by an evolutionary algorithm.” Journal of Biotechnology., Vol. 97, pp.253-263.

۱- مقدمه

۱- ۱- مقدمه‌ای بر بیوتکنولوژی

بی‌تردید زیست‌شناسی جدید با آرایش مبهوت‌کننده‌ای از رشته‌های فرعی گوناگون مثل میکروب‌شناسی، کالبدشناسی جانوری و گیاهی، زیست شیمی، ایمنی‌شناسی، زیست‌شناسی سلولی، فیزیولوژی گیاهی و جانوری، ریخت‌زایی، سیستماتیک[۱]، بوم‌شناسی، دیرینه‌شناسی گیاهی، ژنتیک و بسیاری از رشته‌های دیگر، متنوع‌ترین بخش علوم طبیعی است. تنوع فزاینده زیست‌شناسی جدید بیشتر از آنجا ناشی می‌شود که پس از جنگ جهانی دوم، رشته‌های علمی دیگر چون فیزیک، شیمی، و ریاضیات در زیست‌شناسی به کار گرفته شد و توصیف فرآیند‌های زیستی را در حد سلول و هسته سلولی امکان‌پذیر ساخت.

زیست‌شناسی جدید تاکنون سهم مهمی در رفاه و سلامت بشر داشته است. با این حال آنچه تاکنون از این راه به دست آمده است، در قیاس با نویدهایی که در سایه بیوتکنولوژی تحقق خواهد یافت بسیار ناچیز است.

بیوتکنولوژی[۲] را تحت عنوان «به‌کارگیری ارگانیسم‌ها یا فرایندهای زیستی در صنایع تولیدی و خدماتی» تعریف کرده‌اند. بیوتکنولوژی دانشی است که کاربرد یکپارچه زیست‌شیمی، میکروبشناسی و تکنولوژی‌های تولید را در سیستم‌های زیستی، به جهت استفاده‌ای که در سرشت بین رشته‌ای علوم دارند، مطالعه می‌کند.

بیوتکنولوژی صنایع کاملاً نوینی خواهد آفرید که انرژی فسیلی اندکی لازم دارند و اقتصاد جهانی را تغییر خواهد داد. فرایندهای بیوتکنولوژیک در بیشتر موارد با صرف انرژی کم در دمای پایین انجام می‌شود و در بیوسنتز[۳] عمدتاً متکی بر مواد ارزان هستند. فعالیت‌های صنعتی تحت تأثیر آن شامل تولید غذا برای انسان و جانوران، تدارک مواد خام شیمیایی به جای منابع پتروشیمیایی، منابع جایگزین انرژی، به گردش درآوردن پسماندها در طبیعت، کنترل آلودگی، کشاورزی و تولید مواد جدید برای یاری رساندن و متحول کردن بسیاری از جنبه‌های پزشکی، علوم دامپزشکی و دارویی است. بیوتکنولوژی از نظر بین‌المللی همانقدر (چه‌بسا بیشتر) نوید بخش استفاده‌های تجاری است که انقلاب میکروالکترونیک[۴] فراهم کرد. بویژه آنکه صنایع بیوتکنولوژیک عمدتاً بر پایه مواد تجدیدشدنی و گردش‌پذیر خواهد بود و از این‌رو می‌تواند با نیازهای جامعه‌ای که در آن انرژی روز به روز گران‌تر و کمیابتر می‌شود سازگار شود. بیوتکنولوژی از جهات بسیار هنوز یک تکنولوژی نوپا بوده و پیشرفت‌هایش مستلزم کنترل ماهرانه است، اما توانایی‌های آن گسترده و متنوع است و بی‌تردید در بسیاری از فرآیندهای صنعتی آینده نقش مهم و فزاینده‌ای خواهد داشت.

بیوتکنولوژی ذاتاً حرفه‌ای بین رشته‌ای است. بیوتکنولوژیست[۵] فنون مأخوذ از شیمی، میکروب‌شناسی، مهندسی شیمی و دانش کامپیوتر را به کار می‌گیرد. اهداف اصلی آن، نوآوری، توسعه و اجرای مطلوب فرایندهایی است که کاتالیزور[۶] زیست شیمیایی در آن نقش اصلی و غیر قابل جایگزینی دارد. بیوتکنولوژیست‌ها باید با متخصصین سایر قلمروهای وابسته مانند پزشکی، تغذیه، صنایع شیمیایی و دارویی، حفظ محیط زیست و تکنولوژی به عمل‌آوری مواد پسماند نیز همکاری نزدیک داشته باشند. خاستگاه بسیاری از فرایندهای بیوتکنولوژیک فعلی به تخمیرهای سنتی و باستانی مانند تولید نان، پنیر، ماست و سرکه بر می‌گردد. اما کشف آنتی‌بیوتیک‌ها[۷] در سال ۱۹۲۹ و سپس تولید انبوه آنها در دهه ۱۹۴۰ بیشترین پیشرفت‌ها را در تکنولوژی تخمیر فراهم آورد. از آن پس ما نه تنها در تولید آنتی‌بیوتیک‌ها، بلکه در تولید بسیاری از فرآورده‌های شیمیایی ساده یا پیچیده مفید، به عنوان مثال اسیدهای آلی، پلی‌ساکاریدها، آنزیم‌ها، واکسن‌ها، هورمون‌ها و غیره شاهد توسعه شگفت‌انگیز تکنولوژی تخمیر بوده‌ایم. علت اصلی توسعه فرایندهای تخمیری رابطه نزدیک و فزاینده بین زیست‌شیمیدان‌ها، میکروب‌شناسان و مهندسان شیمی است.

مهم‌ترین دلیل برای آگاهی روزافزون از بیوتکنولوژی، رسیدن به این واقعیت بود که منابع سوختهای فسیلی محدود است. بنابراین انسان باید در پی شیوه‌هایی باشد که با استفاده از توده زیستی[۸]، مستقیم و غیر مستقیم انرژی خورشیدی را به شکل قابل استفاده درآورد. از این توده زیستی بسیاری از مواد شیمیایی ضروری برای بقای انسان به دست خواهد آمد. گرچه صنایع تخمیری سنتی همیشه در بیوتکنولوژی نقش مرکزی خواهد داشت، امید بیوتکنولوژیست‌ها امروزه عمدتاً به کاربردهای دو کشف زیست‌شناسی بر می‌گردد که عبارتند از:

الف) توسعه تکنولوژی یا مهندسی آنزیمی، یعنی استفاده از واحدهای زیستی جداشده با آنزیم‌ها در صنعت و پزشکی.

ب) مهندسی ژنتیکی، یعنی استفاده از توانایی تازه کسب‌شده انسان در انتقال اطلاعات ژنتیکی بین ارگانیسم‌های کاملاً غیر منسوب و دور از هم، مانند گیاهان، جانوران و میکروارگانیسم‌ها.

این قلمروها اساساً در پی بهره‌برداری از کشفیات زیست‌شناسی مولکولی و آنزیمولوژی[۹] است و واژه مهندسی مولکول‌های زیستی برای استناد به مجموعه این دو به کار می‌رود.

۱-۲- بیوتکنولوژی- یک هسته مرکزی با دو جزء

در اصل بیوتکنولوژی را می‌توان هسته‌ای مرکزی و دارای دو جزء دانست که در آن یک جزء به دنبال دستیابی به بهترین کاتالیست[۱۰] برای یک فرآیند یا عملکرد ویژه و دیگری با فراهم کردن ساختمان و اجرای فنی در پی ایجاد بهترین محیط ممکن جهت به کار گرفتن کاتالیست است.

در بیشتر مواردی که تاکنون توسعه یافته است، مؤثرترین، مناسب‌ترین و پایدارترین شکل برای یک کاتالیست در یک فرایند بیوتکنولوژیک ارگانیسم کامل بوده است و به همین دلیل بیشتر کارهای بیوتکنولوژی بر پایه فرآیندهای میکروبی دور می‌زند. این مسئله مانع استفاده از ارگانیسم‌های آلی و بویژه کشت سلول‌های گیاهی و جانوری نیست که نقش مهم و فزاینده‌ای در بیوتکنولوژی خواهد داشت.

میکروارگانیسم‌ها را می‌توان هم به عنوان نخستین تثبیت‌کنندگان انرژی فتوسنتزی و هم به عنوان سیستم‌هایی در نظر گرفت که تقریباً در تمام انواع مولکول‌های آلی طبیعی و دست ساخته بشر تغییراتی ایجاد می‌کند. مجموعاً آنها گنجینه ژنی بیکرانی دارند که پتانسیل تجزیه‌ای و ترکیبی (سنتزی) تقریباً نامحدودی فراهم می‌کنند. بعلاوه میکروارگانیسم‌ها در مقایسه با تمام ارگانیسم‌های عالی مانند گیاهان و جانواران میزان رشد بسیار سریعی دارند. پس تحت شرایط محیطی مناسبی در مدت‌زمانی کوتاه می‌توان مقادیر هنگفتی از آنها را تولید کرد.

۱ systematic

۲ biotechnology

۳ biosynthesis

۴ micro-electronics

۱ biotechnologist

۲ catalysis

۳ antibiotics

۴ biomass

۱ enzymology

۲ catalyst

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.