Optimization of the parameters of biocatalytic hydrolysis of vegetable oil using the methods of neural networks and genetic algorithms

dc.contributor.authorNekrasov, P. O.
dc.contributor.authorBerezka, T. O.
dc.contributor.authorNekrasov, O. P.
dc.contributor.authorGudz, O. M.
dc.contributor.authorMolchenko, S. M.
dc.contributor.authorRudneva, S. I.
dc.date.accessioned2025-05-11T17:21:14Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionВ теперішній час забезпечення конкурентоспроможності вітчизняної олійно-жирової продукції на внутрішньому та зовнішніх ринках повинне бути реалізоване за рахунок наукоємного виробництва на основі впровадження інновацій, які забезпечують якісно новий ступінь розвитку технологій. У зв'язку із цим у представленій роботі виконано дослідження щодо оптимізації параметрів біокаталітичного гідролізу соняшникової олії. В якості біокаталізатора був використаний ферментний препарат NovoCor AD L («Novozymes», Данія). Для моделювання процесу було застосовано математичний апарат штучних нейронних мереж. Розроблена в результаті конструювання, навчання і верифікації тришарова мережа прямої передачі сигналу використовувалась для обчислення функції пристосованості при оптимізації біокаталітичного гідролізу методом генетичних алгоритмів. Програмну реалізацію математичного апарату було виконано у середовищі MATLAB. Проведені дослідження дозволили встановити оптимальні значення основних параметрів біокаталітичного гідролізу рослинної олії: мольне співвідношення води до олії – 14 : 1, кількість ферменту – 3.75 % по відношенню до маси олії, температура – 60 °С, час реакції – 480 хвилин. Встановлені оптимальні параметри були апробовані в умовах дослідно-промислового виробництва. Відповідно до результатів випробувань ступінь гідролізу олії складав 96 ± 1.8 %, що добре корелюється із даними моделювання.
dc.description.abstractAt present, ensuring the competitiveness of domestic oil and fat products on the domestic and foreign markets should be implemented at the expense of knowledge-intensive production based on the introduction of innovations that provide a qualitatively new level of technological development. In this regard, in the presented work, research was carried out on the optimization of the parameters of biocatalytic hydrolysis of sunflower oil. NovoCor AD L (Novozymes, Denmark) enzyme preparation was used as a biocatalyst. The mathematical apparatus of artificial neural networks was used for the process modelling. The three-layer direct signal transmission network developed as a result of construction, learning and verification was used to calculate the fitness function in the optimization of biocatalytic hydrolysis using genetic algorithms. The software implementation of the mathematical apparatus was performed in the MATLAB environment. The conducted research made it possible to establish the optimal values of the main parameters of the biocatalytic hydrolysis of vegetable oil: the molar ratio of water to oil is 14 : 1, the amount of enzyme is 3.75 % in relation to the mass of oil, the temperature is 60 °C, and the reaction time is 480 minutes. The set optimal parameters were tested in the conditions of experimental and industrial production. According to the test results, the degree of oil hydrolysis was 96 ± 1.8 %, which correlates well with the modelling data.
dc.identifier.citationOptimization of the parameters of biocatalytic hydrolysis of vegetable oil using the methods of neural networks and genetic algorithms / Pavlo O. Nekrasov, Tetiana O. Berezka, Oleksandr P. Nekrasov, Olga M. Gudz, Svitlana M. Molchenko, Svitlana I. Rudneva // Journal of Chemistry and Technologies. – 2023. – Vol. 31, No. 1. – P. 140-146.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i1.274704
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1791-8822
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1329-2981
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2156-262X
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2308-8098
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7897-8947
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7650-0253
dc.identifier.urihttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/89257
dc.language.isoen
dc.publisherOles Honchar Dnipro Na-tional University
dc.subjecthydrolysis
dc.subjectlipase
dc.subjectbiocatalysis
dc.subjectartificial neural network
dc.subjectgenetic algorithm
dc.subjectгідроліз
dc.subjectліпаза
dc.subjectбіокаталіз
dc.subjectштучна нейронна мережа
dc.subjectгенетичний алгоритм
dc.titleOptimization of the parameters of biocatalytic hydrolysis of vegetable oil using the methods of neural networks and genetic algorithms
dc.title.alternativeОптимізація параметрів біокаталітичного гідролізу рослинної олії з використанням методів нейронних мереж і генетичних алгоритмів
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів

Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Вантажиться...
Ескіз
Назва:
JCT_2023_31_1_Nekrasov_Optimization_of_the_parameters.pdf
Розмір:
1.07 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format

Ліцензійна угода

Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Вантажиться...
Ескіз
Назва:
license.txt
Розмір:
11.25 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис: