Биотехнология: Монография. Волова Т.Г. - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

38
более обоснованно подходить к планированию экспериментов и обраба-
тывать данные, существенно сокращать объем экспериментальных работ.
Для моделирования и расчета биотехнологических процессов в силу их
сложности применяют системный подход. Математическая модель слож-
ной биосистемы должна включать описание различных по своей природе
объектов и явлений. Поэтому, анализируя биологическую системы в це-
лом, применяют
метод декомпозиции, расчленяя исходную систему на ряд
подсистем: строятся модели массообмена, кинетики роста биообъекта и
биохимических процессов. К настоящему времени разработано много мо-
делей массообмена, кинетики потребления субстрата и образования раз-
личных продуктов. Наиболее сложная задача – моделирование собственно
биологических объектов, так как они значительно сложнее химических,
физических и технических. Объекты
биотехнологии способны к саморе-
гулированию, их сложность усугубляется неоднородностью. Процессы,
протекающие в биореакторе, зависят не только от сложных внутриклеточ-
ных факторов, но и от условий внешней среды; в свою очередь, внешние
процессы в биологии связаны с внутренними, поэтому их разделить нель-
зя. Кроме этого, на данном этапе уровня развития математической биоло
-
гии отсутствует теория, адекватная сущности биологических процессов.
Пока не создан математический аппарат, способный описать природу
биологических превращений во всем многообразии, то есть необходимо
развитие и совершенствование самого математического аппарата. Мате-
матическое описание биологических объектов дополнительно осложняет-
ся их недостаточной изученностью. Поэтому на данном этапе возможно
достаточно упрощенное и приближенное математическое
описание биоло-
гических объектов, это направление нуждается в существенном совер-
шенствовании.
Оптимизация биотехнологических процессов осуществляется на осно-
ве сочетания экспериментального и математического моделирования и
применения современных методов оптимизации (динамического и нели-
нейного программирования, вариационного исчисления). Однако в на-
стоящее время для оценки оптимальности биотехнологических процессов
трудно даже подобрать критерии. При оптимизации
в биотехнологии не-
обходимо учитывать ограничения, связанные с экономическими и конст-
руктивными условиями, возможностями контрольно-измерительной аппа-
ратуры и средств управления, экологическими требованиями и др. Моде-
лирование и оптимизация биотехнологических процессов – задача слож-
ная и во многом еще не решенная. Однако именно разработка адекватных
моделей различных биотехнологических процессов и на
их основе созда-
ние совершенных методов оптимизации и управления – важнейшее на-
правление биотехнологии, без которого невозможен прогресс.

Страницы