發(fā)酵過程監(jiān)控是生物工程和工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它涉及對發(fā)酵罐內(nèi)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以確保微生物生長和代謝活動的最優(yōu)化。以下是發(fā)酵過程監(jiān)控中需要關(guān)注的主要參數(shù)：
1、溫度：溫度是影響微生物生長速率和代謝途徑的關(guān)鍵因素。發(fā)酵過程中，溫度需要嚴(yán)格控制在微生物生長的適范圍內(nèi)。過高或過低的溫度都可能抑制微生物活性，影響發(fā)酵效率。
2、pH值：pH值的穩(wěn)定對于維持微生物代謝平衡至關(guān)重要。許多微生物對pH值敏感，pH值的變化會直接影響酶活性和細(xì)胞生理狀態(tài)。因此，發(fā)酵過程中需要持續(xù)監(jiān)測并適時(shí)調(diào)整pH值。
3、溶氧量（DO）：在好氧發(fā)酵過程中，溶解氧是微生物生長和代謝的限制因素之一。溶氧量需要維持在一個(gè)適宜的水平，以保證微生物的代謝需求得到滿足。
4、底物濃度：底物作為微生物生長和代謝的原料，其濃度需要根據(jù)發(fā)酵階段進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。底物濃度過高或過低都可能影響發(fā)酵效率和產(chǎn)物產(chǎn)量。
5、生物量濃度：通過測量發(fā)酵液中的生物量濃度，可以評估微生物生長狀況和發(fā)酵進(jìn)程。生物量濃度的變化反映了微生物的生長速率和代謝活性。
6、代謝產(chǎn)物濃度：監(jiān)測發(fā)酵過程中關(guān)鍵代謝產(chǎn)物的濃度，如乙醇、乳酸、有機(jī)酸等，對于評估發(fā)酵效果和指導(dǎo)工藝優(yōu)化具有重要意義。
7、氣體流量：在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體（如CO?）的流量可以用來評估微生物的代謝活動和發(fā)酵效率。
8、攪拌和通氣：攪拌和通氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)直接影響到發(fā)酵液的混合程度和氧氣的傳遞效率，需要定期檢查和維護(hù)。
9、反壓：在發(fā)酵過程中，反壓的監(jiān)測對于確保發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和防止液體噴出非常重要。
10、溫度梯度：在大型發(fā)酵罐中，由于溫度分布不均，可能會形成溫度梯度，影響微生物生長和代謝。因此，需要監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)的溫度分布情況。
通過對以上參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，可以優(yōu)化發(fā)酵過程，提高產(chǎn)物產(chǎn)率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。隨著自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)越來越先進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更精確、更高效的過程控制。
