發酵過程監控是生物工程和工業生產中的關鍵環節,它涉及對發酵罐內的環境參數進行實時監測,以確保微生物生長和代謝活動的最優化。以下是發酵過程監控中需要關注的主要參數:
1、溫度:溫度是影響微生物生長速率和代謝途徑的關鍵因素。發酵過程中,溫度需要嚴格控制在微生物生長的適范圍內。過高或過低的溫度都可能抑制微生物活性,影響發酵效率。
2、pH值:pH值的穩定對于維持微生物代謝平衡至關重要。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胞生理狀態。因此,發酵過程中需要持續監測并適時調整pH值。
3、溶氧量(DO):在好氧發酵過程中,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,其濃度需要根據發酵階段進行監控和調整。底物濃度過高或過低都可能影響發酵效率和產物產量。

5、生物量濃度:通過測量發酵液中的生物量濃度,可以評估微生物生長狀況和發酵進程。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、代謝產物濃度:監測發酵過程中關鍵代謝產物的濃度,如乙醇、乳酸、有機酸等,對于評估發酵效果和指導工藝優化具有重要意義。
7、氣體流量:在發酵過程中產生的氣體(如CO?)的流量可以用來評估微生物的代謝活動和發酵效率。
8、攪拌和通氣:攪拌和通氣系統的工作狀態直接影響到發酵液的混合程度和氧氣的傳遞效率,需要定期檢查和維護。
9、反壓:在發酵過程中,反壓的監測對于確保發酵系統的穩定運行和防止液體噴出非常重要。
10、溫度梯度:在大型發酵罐中,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,需要監測發酵罐內的溫度分布情況。
通過對以上參數的實時監控和控制,可以優化發酵過程,提高產物產率和質量,降低生產成本。隨著自動化和智能化技術的發展,現代發酵過程監控系統越來越先進,能夠實現更精確、更高效的過程控制。