發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究\\開發(fā)與應(yīng)用新進(jìn)展

摘要:發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究生物反應(yīng)過程的速率及其影響因素，是生物反應(yīng)工程學(xué)的理論基礎(chǔ)之一。本文介紹發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究目的、意義及研究?jī)?nèi)容。對(duì)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要概括。

關(guān)鍵詞:發(fā)酵;動(dòng)力學(xué);應(yīng)用新進(jìn)展

發(fā)酵動(dòng)力學(xué)是研究各種環(huán)境因素與微生物代謝活動(dòng)之間的相互作用隨時(shí)間變化的規(guī)律的科學(xué)。研究發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的目的在于按人們的需要控制發(fā)酵過程。

1發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究對(duì)發(fā)酵工程的影響

隨著對(duì)細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的深入研究和對(duì)以分批培養(yǎng)為主要對(duì)象的發(fā)酵過程參數(shù)的時(shí)變性、多樣性、耦合性和不確定性的認(rèn)識(shí)， 建立了以過程動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型， 引進(jìn)了一系列現(xiàn)代控制理論，其中有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化、系統(tǒng)識(shí)別、自適應(yīng)控制、專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、直到各種混沌現(xiàn)象的研究[1，2]，以實(shí)現(xiàn)過程優(yōu)化。

從發(fā)酵過程放大來說，有人把“放大”分為兩個(gè)基本問題，其一是發(fā)酵條件的研究與設(shè)計(jì);其二是設(shè)計(jì)滿足這些過程條件的反應(yīng)器。就某種意義上，第一個(gè)問題實(shí)質(zhì)上是發(fā)酵過程動(dòng)力學(xué)的問題，第二個(gè)是工程水平的傳遞和混和問題[3]。事實(shí)上，發(fā)酵過程放大仍舊是一個(gè)使人感到困惑的問題，從搖瓶到發(fā)酵罐的差異，甚至盡可能采用同樣的操作條件，只不過發(fā)酵罐的容積從幾十升放大到幾十立方米，但結(jié)果往往面目全非。

2發(fā)酵動(dòng)力學(xué)分類

2.1根據(jù)細(xì)胞生長(zhǎng)與產(chǎn)物形成是否偶聯(lián)進(jìn)行分類