• 제목/요약/키워드: Semi-batch Systems

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반회분 에스테르화 반응기의 최적화 (Optimization of a semi-batch esterification reactor)

  • 이융효;박선원
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.582-588
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    • 1993
  • A scheme of dynamic optimization for batch reactor his been developed and applied to a semi-batch esterification reactor. To obtain optimal operating conditions for the given semi-batch reactor system with complex reaction kinetic and process constraints, a general nonlinear programming solver and finite element techniques have been introduced. The optimization results for the complex reactor system have been compared with those of Kumar et al. [1984] to show better optimization performance. The proposed optimizing scheme has been applied to the free end time problem to obtain the realistic operating condition. The results can supply valuable information for economic operation of the given batch esterification reactor.

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Optimal Learning Control Combined with Quality Inferential Control for Batch and Semi-batch Processes

  • Chin, In-Sik;Lee, Kwang-Soon;Park, Jinhoon;Lee, Jay H.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1999년도 제14차 학술회의논문집
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    • pp.57-60
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    • 1999
  • An optimal control technique designed for simultaneous tracking and quality control for batch processes. The proposed technique is designed by transforming quadratic-criterion based iterative learning control(Q-ILC) into linear quadratic control problem. For real-time quality inferential control, the quality is modeled by linear combination of control input around target qualify and then the relationship between quality and control input can be transformed into time-varying linear state space model. With this state space model, the real-time quality inferential control can be incorporated to LQ control Problem. As a consequence, both the quality variable as well as other controlled variables can progressively reduce their control error as the batch number increases while rejecting real-time disturbances, and finally reach the best achievable states dictated by a quadratic criterion even in case that there is significant model error Also the computational burden is much reduced since the most computation is calculated in off-line. The Proposed control technique is applied to a semi-batch reactor model where series-parallelreactions take place.

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고농도 재조합 대장균의 Fed-batch 배양 시스템을 이용한 Pyruvate Dehydrogenase Complex-E2 특이성 인간 모노클론 항체의 생산 (Production of Pyruvate Dehydrogenase Complex-E2 Specific Human Monoclonal Antibody in Fed-batch Culture Systems with High Cell Density Recombinant Escherichia coli)

  • 이미숙;전주미;차상훈;정연호
    • KSBB Journal
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    • 제15권5호
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    • pp.489-496
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    • 2000
  • 고농도 유전자 재조합 대장균을 이용하여 pyruvate dehy-drogenase complex-E2 특이성 인간 모노클론 항체의 Fab 부분을 효율적으로 생산하기 위해 회분식, 이단 연속식, 반 유 가식, two-stage cyclic fed-batch 동 여러 가지 배양 방법이 조사되었다. 먼저 플라스미드 안정성 문제를 극복하기 위해 growth stage와 production stage를 분리하는 two-phase 회분식 배양과 이단 연속식 시스템을 시도하였다 그 결과 two-phase 회분식 배양보다는 이단 연속식 배양에서의 세포농도와 항체 생산성이 우수하였다 또한 이단 연속식 배양에서의 세포 성 장과 항처l 생산성은 용존산소를 제어한 경우가 그렇지 않은 경우보다 월등하게 높았다. 그리고 plasmid 안정성에 있어서 는 실험기간 내에 거의 100%를 유지하여 높은 안정도를 보 여주었다. 유가식 공정에 적합한 공급 배지로 변형된 M9 배 지가 최적배지로 선정되었고 이 배지 중 최적의 CjN 비율을 조사한 결파 2:3으로 결정되었다. 반 유가식 시스템에서 constant feeding 전략을 사용할 경우 최적 공급속도는 $0.6g/\ell/hr$이었다. 또한 pulse에 의해 공급배지를 공급할 경우에는 총 공급 량이 같을 경우 소량으로 자주 공급해 주는 것이 공급배지를 한꺼번에 많은 양을 공급해주는 것 보다 바람직하였다. 여러 가지 feeding 전략을 조사해 본 결과 linear feeding 방법이 가장 효과적이었다. 하지만 linear feeding 방법마저도 고농도 세포배양에 한계가 있었기 때문에 pH-stat 방법을 이용한 two-stage cyclic fed-batch 시스템을 시도하여 $54 g/\ell$의 세포 를 얻을 수 있었다. 따라서 이 방법이 일단 생산성 향상을 위한 세포의 고농도 배양에는 조사한 여러 배양 시스템 중에 가장 효율적인 시스템임올 알 수 있었다 하지만 이 시스템 에서 포도당을 낮은 level로 유지할 수 있었으나, 초산의 과도한 축적으로 항체 생산성의 향상은 예상에 비해 크지 않았다.

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Sentiment Orientation Using Deep Learning Sequential and Bidirectional Models

  • Alyamani, Hasan J.
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권11호
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    • pp.23-30
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    • 2021
  • Sentiment Analysis has become very important field of research because posting of reviews is becoming a trend. Supervised, unsupervised and semi supervised machine learning methods done lot of work to mine this data. Feature engineering is complex and technical part of machine learning. Deep learning is a new trend, where this laborious work can be done automatically. Many researchers have done many works on Deep learning Convolutional Neural Network (CNN) and Long Shor Term Memory (LSTM) Neural Network. These requires high processing speed and memory. Here author suggested two models simple & bidirectional deep leaning, which can work on text data with normal processing speed. At end both models are compared and found bidirectional model is best, because simple model achieve 50% accuracy and bidirectional deep learning model achieve 99% accuracy on trained data while 78% accuracy on test data. But this is based on 10-epochs and 40-batch size. This accuracy can also be increased by making different attempts on epochs and batch size.

Identification and Multivariable Iterative Learning Control of an RTP Process for Maximum Uniformity of Wafer Temperature

  • Cho, Moon-Ki;Lee, Yong-Hee;Joo, Sang-Rae;Lee, Kwang-S.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.2606-2611
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    • 2003
  • Comprehensive study on the control system design for a RTP process has been conducted. The purpose of the control system is to maintain maximum temperature uniformity across the silicon wafer achieving precise tracking for various reference trajectories. The study has been carried out in two stages: thermal balance modeling on the basis of a semi-empirical radiation model, and optimal iterative learning controller design on the basis of a linear state space model. First, we found through steady state radiation modeling that the fourth power of wafer temperatures, lamp powers, and the fourth power of chamber wall temperature are related by an emissivity-independent linear equation. Next, for control of the MIMO system, a state space modeland LQG-based two-stage batch control technique was derived and employed to reduce the heavy computational demand in the original two-stage batch control technique. By accommodating the first result, a linear state space model for the controller design was identified between the lamp powers and the fourth power of wafer temperatures as inputs and outputs, respectively. The control system was applied to an experimental RTP equipment. As a consequence, great uniformity improvement could be attained over the entire time horizon compared to the original multi-loop PID control. In addition, controller implementation was standardized and facilitated by completely eliminating the tedious and lengthy control tuning trial.

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Biological Fixation of $CO_2$ by Chlorella sp. HA-1 in a Semi-Continuous and Series Reactor System

  • LEE JAE-YOUNG;KWON TAE-SOON;BAEK KITAE;YANG JI-WON
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권3호
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    • pp.461-465
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    • 2005
  • Characteristics of biological $CO_2$ fixation by Chlorella sp. HA-1 were investigated in a semi-continuous and series reactor system using an internally illuminated photobioreactor to overcome shortcomings of physicochemical technologies such as adsorption and membrane separation. High $CO_2$ fixation rate was achieved in the semi-continuous reactor system, in which the dilution ratios of the culture medium were controlled. The average $CO_2$ fixation rate was maintained almost constantly when the dilution ratio increased by 0.1 increment from the initial value of 0.5. The total removal efficiency of $CO_2$ was enhanced by employing a series reactor system. The average $CO_2$ fixation rate increased until 4.013 g $CO_2\;day^{-1}$ in a series operation of four reactors, compared to 0.986 g $CO_2\;day^{-1}$ in a batch operation mode. The total $CO_2$ fixation rate was proportional to the number of reactors used in the series reactor system. In the series reactor system of semi-continuous operation, a large amount of $CO_2$ was removed continuously for 30 days. These results showed that the present reactor systems are efficient and economically feasible for a biological $CO_2$ fixation.

고분자 공정에 적용할 수 있는 일반화된 공정-저장조 망구조 최적설계 (Optimal Design of Generalized Process-storage Network Applicable To Polymer Processes)

  • 이경범;이의수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.249-257
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    • 2007
  • 사각파 모형은 회분식 공정-저장조 망구조의 최적설계에 성공적으로 적용되었다. 설계된 망구조는 재순환 흐름을 포함하는 회분식의 모든 생산 재고 및 분배 체계를 내포한다. 본 연구에는 사각파 모형의 적용범위를 연속 또는 회분식 공정 뿐 만 아니라 반연속 공정에 까지 확대하려 한다. 이전의 연구에서는 원료조성이나 제품수율은 알려진 상수로 취급되었다. 본 연구에서는 이러한 제약이 완화되어 원료조성이나 제품 수율이 최적화 되어져야 하는 독립변수로 취급된다. 이러한 수정은 정유공장에서 흔히 접하는 최적제품 배합문제를 취급할 수 있게 한다. 원료조성과 제품수율이 독립변수일 때 발생하는 많은 문제의 복잡성에도 불구하고 사각파 모형은 여전히 해석적인 최적용량 공식을 제공한다. 최적공장설계에 적용되는 본 연구의 유용성은 고밀도 폴리에틸렌 공장설계의 예를 통해 나타내었다. 연구결과를 토대로 모든 공정의 최적성을 비교할 수 있는 척도를 제시하였다. 이 척도는 다수의 공정의 성능을 직접 비교할 수 있게 하므로 공정의 상태를 진단하는 유용한 도구가 될 것이다. 공정의 비용이 유속의 제곱근에 비례한다는 결과는 공장설계에서 늘리 알려진 6/10 경험법칙과 유사하다.

Semi-pilot plant 규모 bioreactor를 이용한 재래식 간장의 알코올발효 (Alcoholic Fermentation of Traditional Kanjang by Semi-pilot Scale Bioreactor Systems)

  • 권광일;이종구;최종동;정현채;유문균;임무혁;김기주;최용훈;김영지;최청;최광수
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.103-110
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    • 2003
  • 다공질 알루미나 세라믹 비드 담체에 각각 고정화시킨 고정화 Zygosaccharomyces rouxii와 Candida versatilis를 충전한 충전형 bioreactor를 이용한 전통간장의 회분식 알코올발효시험에서 4%의 포도당을 첨가한 전통간장으로부터 발효온도 $28{\pm}0.5^{\circ}C$와 0.05 vvm의 통기발효에서 체류시간 4일에 1.8%의 알코올을 함유한 간장을 안정적으로 생산할 수 있음을 볼 수 있었다. 이때 Z. rouxii와 C. versatilis의 비알코올생산속도는 각각 0.0033/day와 0.0031/day이었으며, 비기질소비속도는 두 균주 모두 똑같이 -0.0087/day이었다. 동일 조건 하에서 희석률 0.25/day(체류시간 4일)로서 회분식에서 사용한 것과 같은 bioreactor를 이용하여 간장을 반연속적으로 알코올발효 시켰을 때 Z. rouxii와 C. versatilis의 비알코올생산속도는 각각 0.0045/day와 0.0029/day이었고, 당의 비소비속도는 각각 -0.01/day와 -0.008/day로 나타났다. 이 bioreactor를 이용한 간장의 연속발효시험에서도 희석률 0.25/day(체류시간 4일)에서 회분식이나 반연속식 시험에서와 유사한 비알코올생산속도를 보여주었다. 식미검사 결과 알코올발효 전통간장인 CV간장, ZR간장 및 CZ간장의 식미특성이 모두 집간장의 식미보다 5% 수준에서 우수함을 보여주었다.

팜지방산 디스틸레이트의 무촉매 에스테르화 반응특성 연구 (An Analysis of Characteristics for the Non-catalytic Esterification of Palm Fatty Acid Distillate (PFAD))

  • 홍석원;조현준;여영구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권3호
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    • pp.395-401
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    • 2014
  • 본 연구에서는 고온($230{\sim}290^{\circ}C$)의 무촉매 조건에서 이루어지는 팜 지방산 디스틸레이트(PFAD)의 에스테르화 반응에 대해 수학적 모델링을 통해 그 반응 특성을 분석하였다. '무촉매 에스테르화 반응'에 대해 균일계(homogeneous) 2차 가역 반응으로 가정하였고 액상 내에서 동시적, 경쟁적으로 발생하고 있는 물과 메탄올의 증발과 반응을 모두 고려하기 위해 '반응 유효 인자'(reaction effectiveness factor, ${\eta}$)를 도입하였다. 각 반응물 및 생성물의 농도에 대하여 실험을 통해 측정한 값과 반응모델에 의한 예측값 사이의 차이를 최소화하는 반응속도 상수와 물질전달 계수를 구하기 위해 비선형 계획법(nonlinear programming)을 수행하였다. 이를 통해 얻은 반응의 활성화 에너지는 43.98 kJ/mol이다.