基于人工神经网络的ABE燃料生产工艺探究

作者：耿振龙; 孙天韵; 李肖丹; 刘昕; 金超; 刘海峰^*

来源：环境工程, 2023, 41(S2): 914-923.

• ABE燃料
• BP人工神经网络
• 遗传算法
• 丁醇产量

近年来,ABE(丙酮-丁醇-乙醇)已被证明是一种很有前景的“绿色”替代燃料,通常由生物发酵法产生。已有研究发现,增加ABE燃料中丁醇的占比能进一步提升ABE燃料性能,同时,提高丁醇产量也是ABE生物发酵工艺的研究重点。因此,基于优良菌种的发酵数据,利用BP人工神经网络结合遗传算法建立ABE发酵的预测模型,并进行优化发酵条件的探究。结果表明:所构建的BP和GA-BP模型均具有非常准确的拟合性和预测性,GA-BP模型的拟合预测性能较优于BP模型,能作为发酵工艺优化的有力工具使用。当葡萄糖浓度为61 g/L、初始pH为6.1、初始温度为34℃、接种量为13%时,ABE发酵具有最大的丁醇预测产量,为19.98 g/L,丁醇产量在ABE燃料中占比高达81.85%。

• 单位
  环境科学与工程学院; 内燃机燃烧学国家重点实验室; 天津大学