بهينه سازي چند هدفه فرآيند تخمير ناپيوسته استون، بوتانول، اتانول با استفاده از الگوريتم NSGA-II

Multi-Objective Optimization of the Batch ABE Fermentation Process Using NSGA-II Algorithm

بيوبوتانول به عنوان يكي از مهم ترين سوخت هاي زيستي مايع، يك سوخت جايگزين تجديد پذير و دوست دار محيط زيست مي باشد. در اين تحقيق بهينه سازي فرآيند تخمير استون، بوتانول، اتانول توسط باكتري غير هوازي كلستريديوم استوبوتيليكام به صورت ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور توليد بيشينه محصولات و عملكرد بهينه فرآيند، فرمولسازي مسأله بهينه سازي با هدف بيشينه كردن بازدهي و محصول دهي حلال ها و با درنظر گرفتن غلظت اوليه سوبسترا و زمان عملياتي فرآيند به عنوان متغيرهاي تصميم گيري انجام شد. در انتها با توجه به ماهيت چند هدفه بودن مسأله و به منظور يافتن مجموعه جواب هاي بهينه پارتو از الگوريتم ژنتيك مرتب سازي نامغلوب NSGA-II استفاده و نتايج ارائه شده است.

Biobutanol as a one of the most important liquid biofuels, is a renewable and environment friendly fuel. In this research, optimization of a batch ABE fermentation process by the anaerobic bacterium Clostridium acetobutylicum is investigated. In order to generate maximum production and optimum process performance, the initial concentration of substrate and the operating time of the process are selected as decision variables to maximize two main objectives in terms of solvents yield and productivity. Finally, the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) as an efficient optimization technique is used to find the Pareto optimal set and a suitable operating point can be selected upon the importance of the design conditions and requirements of the user.