【《发酵过程介绍及其特点分析》1600字】

发酵过程介绍及其特点分析1.1发酵过程介绍发酵产品在我们的日常生活中占据了重要的地位，国家也越来越关注发酵生产这一行业。发酵需要有微生物才能进行，通过微生物的代谢过程来获取我们需要的某种产物。不同种类的微生物在各异的环境条件下所进行的代谢反应也是有相当大差别的。所以在实际条件下进行生产前，工作人员需要做好一系列的准备工作以保证生物代谢的正常进行，比如培养基中各种养料的配置比例、微生物适宜的生存条件等。在我们周围的环境中有许许多多的微生物，但是在发酵时我们要得到的产物是明确的，所以在实际生产时，首先就要进行灭菌操作以保证发酵罐中没有杂菌，然后将培养好的种子以及制备的培养基放到发酵罐中。此外，发酵液的内部环境也是至关重要的，适宜的条件才能保证在发酵罐中微生物可以进行充分地反应，待反应结束后，最终通过提炼及纯化等操作可以获取最终的产品。整个发酵过程的简要流程如图1-1所示。图1-1发酵过程简要流程Fig.1-1Briefflowofthefermentationprocess1.2发酵过程特点总体来说，发酵过程对于最终产物的获取方式相对单一，在保证环境条件适宜的情况下，让微生物进行充分地代谢反应即可。但是，此类化学反应依据不同的条件、不同的微生物是存在相当大差异并且非常复杂的。除此之外，通过该过程所获取的数据也具有其他工业生产数据所不具备的特点。下面从多个角度说明发酵过程的特点：（1）发酵环境尽管发酵流程相对简单，但是对于生产中任何一步环境条件的控制要求都是异常严格的，所以在生产过程中工作人员要及时且认真地关注发酵环境条件。环境条件往往是通过参与反应的不同变量的值的变化体现出来的，正因为如此，定时间隔采样获取反应相关变量的值是非常重要且必要的。（2）发酵的单向性从制备培养基及醒种开始，就意味着发酵生产已经进行了，然后将醒好的种子及培养基放入发酵罐中，不同步骤的顺序是固定且不能混乱的。这也导致了在发酵进行时微生物的代谢过程也是有规律可循且是不可逆的。（3）发酵的不同步发酵生产是按照一批一批进行的，由于发酵环境差异及微生物自身也存在些许差异，难免导致不同批次之间的差异性，比如某个批次发酵已经完成，但是另一个批次比该批早一些或晚一些都是极有可能的。需要说明的是，尽管它们的发酵时间可能不一致，但是它们的发酵规律曲线一定是相似的。（4）某些变量难获取在第一点说明了发酵环境的重要性及严格控制环境变量是通过调整生产过程中的变量值实现的。遗憾的是，尽管大部分常见的变量可以通过传感器获得，比如温度值可以通过温度传感器测量，酸碱度可以通过酸碱度传感器测量，但是由于传感器技术的限制，某些重要变量要通过相应的传感器获取是比较难实现的，比如质量变量。（5）数据形式发酵属于一种必须具备开始时间和结束时间的过程。不同批次的过程互不影响。所以除了变量维度和时间维度外，发酵还有一个批次维度，代表了不同的过程ADDINNE.Ref.{9A4330D5-9744-45E7-9D5E-5FF4D38BF762}[18-23]。比如，炼钢过程可以看成是一个有开始没结束的流过程，只要我们不断添加生产原料，生产就会一直进行。不同的是，在发酵过程中，发酵开始后就不能继续添加原料了，等到微生物反应结束，便获得了该批的最终产物。然后，工作人员可以仿照上一批生产过程再开始新一批次的生产。发酵数据形式如图1-2所示。图1-2发酵数据形式Fig.1-2Theformoffermentationdata（6）多阶段特点一个批次的生产是从前到后按照顺序生产的，这也导致了微生物的代谢过程也是按照某一模式从前到后进行的。通常随着发酵的进行，微生物的数量变化呈现出先增加后减少的规律。某个时间段内部微生物的数量变化规律又是相似的，示意图如1-3所示。图1-3菌种代谢生长过程Fig.1-3Metabolicgrowthprocessofbacterialspecies（7）非线性特点尽管微生物的代谢过程按照一定的规律进行，但是其代谢涉及到非常复杂的生物化学知识，且发酵变量的形式及种类也复杂多样，这导致了发酵变量呈现出非常明显的非线性特点。（8）动态性特点发酵要求在控制生产条件的情况下进行有序步骤地生产，而且整个生产过程需要持