생물공학 분야에서 모델링의 중요성과 이점
모델링의 기초 부분은 생물공학 분야에서 모델링의 중요성과 이점에 대해 다룹니다.
모델링은 공정 설계, 최적화 및 제어와 같은 목적으로 사용될 수 있으며, 물리적 및 생물학적 원리에 기반한 모델링은 이러한 목적을 달성하는 데 매우 유용합니다.
이러한 모델링 접근 방식은 실험 데이터의 양을 줄일 수 있으며, 예측력이 향상되고 실험 범위를 벗어난 상황에서도 좋은 예측력을 보입니다.
반면 경험적 접근 방식은 많은 실험이 필요하며, 실험 범위를 벗어난 상황에서는 예측력이 낮습니다.
따라서 물리적 및 생물학적 원리에 기반한 모델링 접근 방식이 더욱 효과적입니다.
이러한 모델링 접근 방식을 사용하면 프로세스에 대한 이해도가 증가하고, 결과 모델의 예측력이 향상되며, 공정 설계 및 최적화 등의 작업에서 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
이러한 이유로 물리적 및 생물학적 원리에 기반한 모델링은 생물공학 분야에서 매우 중요합니다.
모델링의 원리
모델링은 많은 중요한 공정 파라미터의 수치 값을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
예를 들어, Monod kinetics를 기반으로 한 모델은 특정 성장률 (μ), 포화 상수 (KS), 생물량 수율과 같은 기본적인 파라미터 값을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
이러한 모델링 접근 방식은 공정 설계, 최적화 및 제어와 같은 목적으로도 사용될 수 있습니다.
이러한 모델을 구축하거나 검증하기 위해서는 공장 또는 실험 데이터가 필요하지만, 경험적 접근 방식에 비해 실험 데이터의 양이 상당히 줄어듭니다.
물리학적 및 생물학적 원리에 기반한 모델링의 주요 장점은 프로세스에 대한 이해력이 증가하며, 결과적으로 예측력이 향상된다는 것입니다.
이러한 접근 방식은 프로세스의 복잡한 인과 관계와 상호 관련성을 고려하게 되므로, 실제 동작과 비교함으로써 프로세스에 대한 이해력이 증가합니다.
또한 시뮬레이션 결과는 종종 실제 관찰되는 현상을 설명하는 데 도움이 됩니다.
이러한 이유로, 모델링과 시뮬레이션 접근 방식은 프로세스 개발 및 최적화에 매우 유용합니다.
* 2021년 Wiley에서 출판된 "Biological Reaction Engineering"에 대한 요약문입니다.
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