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  生物發(fā)酵工程是生物工程的一個重要組成部分，工業(yè)生產上通過“工業(yè)發(fā)酵”來加工或制作產品，其對應的加工或制作工藝被稱為“發(fā)酵工藝”。為實現工業(yè)化生產，zui大化提高生產效率，就必須解決實現發(fā)酵工藝的工業(yè)生產環(huán)境、設備和過程控制等問題 。

  發(fā)酵工藝的過程控制有點像走鋼絲，要在zui短的時間內，通過生物發(fā)酵的方法獲取更高的產量，則必須謹慎且連續(xù)地控制工藝過程中的參數；若過程管理出現失誤，將導致生產效率下降、運行時間延長；更糟糕的，可能會導致整個批次的發(fā)酵失敗。

  具體來說，如果在線分析傳感器出現故障，則需要投入大量的人力成本進行人工取樣的離線實驗室檢測，很可能在發(fā)現問題后已經無法及時對該批次進行補救；更重要的是，設備操作時出現人為錯誤的風險永遠存在。

  同時，對關鍵分析參數的測量和控制并非一勞永逸。通過生物發(fā)酵技術生產的產品對制造工藝非常敏感，即使發(fā)酵過程*一樣，不同批次的產品質量還是會有變化。為zui大限度的減少各批次間的不一致，需要定期取樣測定或進行連續(xù)測量，讓這些參數保持在設定值或范圍區(qū)間內。同時，在發(fā)酵過程中，細胞新陳代謝和代謝產生的副產物積累將無可預料地改變發(fā)酵介質，需要采取相應的措施進行糾正。

  下面，本公司將著重介紹如何進行發(fā)酵工藝的監(jiān)控及糾正。
 
  根據操作方式不同，發(fā)酵工藝分為間歇/分批發(fā)酵，連續(xù)發(fā)酵和流加發(fā)酵三種類型，其中流加發(fā)酵在生產和科研上的應用。

  生物發(fā)酵技術zui常監(jiān)控的分析參數，為pH 值、溶解氧和溶解二氧化碳，其中，pH值zui關鍵；因為酶的活性和細胞新陳代謝對于 pH 值的變化非常敏感，細胞生長條件很大程度取決于保持正確的 pH 值。

  獲取一個可靠的 pH 值，不僅需要實時監(jiān)控，還需實施閉環(huán)控制；氧傳感器信號能夠建立用于氧氣供給的閉環(huán)控制。其中，細胞的培養(yǎng)首先需要有機碳源（如葡萄糖），碳源消耗溶解氧產生能量進行發(fā)酵。氧氣在水中的溶解性較差，因此要仔細調節(jié)氣流的流速來進行控制，確保其不會成為過程中細胞生長速率的限制因素。過量的溶解氧不會對微生物產生危害，但是會浪費空氣壓縮機的運轉能量。