藻菌合成过程的单目标和多目标性能优化
最优化与控制
2025-09-04 v1
摘要
微藻是多种生物合成过程（例如生物燃料生产）所需前体（例如脂质）的重要来源。将微藻与提供必需生长底物的其他生物共培养，可以降低成本，并为控制和强化生产过程提供新的手段。在先前工作中，我们为一种可光遗传学控制的藻菌共生体引入了一个非线性常微分方程模型，并研究了连续流生物反应器中藻类生物量产率相对于光遗传学操作和稀释率的最大化。在本工作中，我们将不同目标准则和控制参数的稳态生产性能研究进行了扩展。我们额外考虑了一个产率准则和一个成本准则，以及一个多目标优化问题，其解被证明直接与净过程利润的概念相关。我们研究了最优解对所有可用生物过程控制参数（光遗传学、稀释率、输入培养基丰富度）的依赖性，提供了从不同准则刻画解的解析结果及其相互关系，以及针对一组真实生物系统参数说明我们结果的模拟。
引用
@article{arxiv.2509.03096,
title = {Single and Multi-Objective Performance Optimization of an Algal-Bacterial Synthetic Process},
author = {Rand Asswad and Jean-Luc Gouzé and Eugenio Cinquemani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03096},
year = {2025}
}