发酵工艺控制6

发酵的操作规程发酵是一种利用微生物代谢产物进行食品加工、改变食品性质的传统技术。

下面是发酵的操作规程。

一、发酵前准备1. 确定所要制作的食品种类和所使用的微生物菌种。

2. 准备好所需的原材料，包括主要原料和辅助原料。

3. 准备好所需要的设备和器皿，包括发酵罐、发酵器、温度计、PH计等。

4. 对发酵设备进行清洗消毒，确保无细菌和微生物残留。

5. 对所需的原材料进行清洗处理，除去杂质和有害物质。

二、制作发酵基质1. 根据所选用的原料制作发酵基质，一般包括水、面粉、糖、盐等。

2. 按照一定的比例将原料混合均匀，加入适量的水进行搅拌，直到形成较为稠密的糊状物。

3. 将制作好的发酵基质放置在发酵罐中，盖上盖子，进行静置。

三、接种微生物菌种1. 根据所选用的微生物菌种进行培养，保证菌种活性和纯度。

2. 取适量的培养菌种，加入发酵基质中，进行均匀的混合。

3. 注意保持发酵基质的温度和PH值，确保菌种得到良好的生长环境。

四、发酵过程控制1. 控制发酵温度，一般根据菌种的适宜生长温度进行调节，保持在适宜的范围内。

2. 控制发酵时间，根据所制作食品的要求和菌种的生长特性，确定合适的发酵时间。

3. 监测发酵过程中的PH值和酸碱度，保持在适宜的范围内。

4. 监测发酵过程中的氧气含量，及时补充新鲜空气，保证菌种的氧气供应。

5. 定期对发酵过程进行观察和抽样检测，判断发酵的进程和品质。

五、完成发酵1. 根据发酵的需要和所制作食品的要求，确定发酵时间并进行定时监测。

2. 当发酵时间结束后，停止继续添加发酵基质或菌种，即可完成发酵过程。

3. 停止发酵后，对发酵食品进行冷却处理，降低食品的温度。

4. 对发酵食品进行质量检测，包括外观、口感、气味等方面的评估。

5. 根据发酵食品的要求和市场需求，进行进一步的加工和包装。

六、清洁消毒1. 发酵过程结束后，对使用的设备和器皿进行彻底的清洗。

2. 使用合适的清洁剂和消毒剂进行清洗和消毒。

发酵工艺控制概述一. 发酵体系的主要特征1. 细胞内部结构和代谢反应的复杂性2. 细胞所处环境的复杂性3. 过程系统状态的时变性及参数的多样性和复杂性影响因素多，有的因素未知，主要影响因素变化。

发酵水平主要取决于：生产菌种的特性；对工艺条件的控制（适合程度）必须了解：菌体的生理代谢规律工艺条件对发酵过程的影响及其控制发酵过程的有关变化规律常规发酵的工艺控制参数：温度、pH、搅拌转速与功率、空气流量、罐压、液位、补料速率及补料量等。

二. 发酵过程的参数检测1.直接状态参数指能直接反映发酵过程中微生物生理代谢状况的参数包括：pH、DO、溶解CO2、尾气O2、尾气CO2 、黏度、基质和产物浓度、菌体浓度（OD、DCW、湿重）等参数的检测在线检测各种传感器：pH电极、DO电极、温度电极、液位电极、泡沫电极尾气分析仪：测尾气O2和CO2含量离线检测分光光度计、pH 计、温度计、气相色谱（GC)、液相色谱（HPLC)、色质连用（GC-MS)等2.间接状态参数指利用直接状态参数计算求得的参数包括：比生长速率μ、摄氧率OUR、CO2释放率CER、呼吸商RQ、氧的得率系数YX/O 、氧体积传质系数KLa、基质比消耗速率QS、产物比生成速率Qp等综合各种状态参数，获得代谢过程的各种信息，从而对发酵过程做出相应的调整和控制，以获得最经济的发酵生产。

三. 发酵过程的代谢调控和优化1. 代谢调控以代谢（流）的调节最重要调节酶的合成量，称为“粗调”调节酶的催化活性，称为“细调”工艺控制和过程优化的实质，就是利用各种方法和手段，使细胞的外部和内部环境最适合基质和能量流向产物合成的生物途径，以获得最大的产量。

2. 发酵过程优化的一般步骤确定反映发酵过程的各种理化参数及其检测方法研究这些参数的变化对发酵过程的影响及其机制，获得最佳的范围和最适的水平建立数学模型定量描述个参数间随时间的变化关系，为过程优化控制提供依据通过计算机实施在线自动检测和控制，验证各种控制模型的可行性及其适用范围，实现发酵过程的最优控制基质浓度对发酵的影响及其控制先进的培养基组成是充分支持高产、稳产和经济的发酵过程的关键因素之一。

微生物发酵工艺及其控制简述罗宗学（云南大学生命科学学院云南昆明 650091）摘要：根据操作方式不同，发酵工艺分为间歇发酵，连续发酵和流加发酵三种类型，其中流加发酵在生产和科研上应用最为广泛。

在发酵工艺中反映发酵过程变化的参数分为物理参数、化学参数和生物学参数三大类，这些参数的变化直接影响到发酵工业的生产率和产物品质。

本文从对发酵工艺过程影响较大的发酵温度、pH值、溶解氧、泡沫、菌体浓度和基质、发酵时间等6个方面阐述如何进行发酵工艺的控制，为实现发酵产业的经济效益最大化提供必要的理论依据。

关键字：发酵工艺变化参数影响和控制发酵是指通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的过程。

早在2000多年前，我国就有了酿酒、制醋的发酵技术，那时候发酵完全属于天然发酵。

20 世纪40年代中期，美国抗菌素工业兴起，大规模生产青霉素，建立了深层通气发酵技术。

1957年，日本微生物生产谷氨酸盐(味精)发酵成功，大大推动了发酵工程的发展。

70年代开始，随着基因工程、细胞工程等生物过程技术的开发，以石油为原料生产单细胞蛋白，使发酵工程从单一依靠碳水化合物(淀粉)向非碳水化合物过渡，从单纯依靠农产品发展到利用矿产资源，如天然气、烷烃等原料的开发。

80年代，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，人们能按需要设计和培育各种工程菌，在大大提高发酵工程的产品质量的同时，节约能源，降低成本，使发酵技术实现新的革命。

发酵过程中，为了能对生产过程进行必要的控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。

影响发酵过程发的因素很多，包括物理的（如温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、表观粘度、浊度、料液流量等），化学的（如质浓度、pH、产物浓度、溶解氧浓度、氧化还原电位、废气中氧及二氧化碳浓度、核酸量等）和生物的（如菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、基质消耗速率、关键酶活力等）三大类。

发酵工艺的过程控制引言发酵工艺是一种将有机物质通过微生物的作用转化为需要的产物的过程。

在发酵过程中，微生物通过吸收养分、产生代谢产物和释放能量，完成了物质的转化。

为了保证发酵过程的高效和稳定，控制发酵过程至关重要。

本文将介绍发酵工艺的过程控制，包括控制参数和控制策略。

1. 发酵过程的控制参数发酵过程的控制参数是指影响发酵过程的参数，包括温度、pH值、溶氧量、搅拌速度、发酵菌种等等。

这些控制参数对于发酵过程的高效和稳定起到了重要的作用。

1.温度：发酵过程中适宜的温度可以促进微生物的生长和代谢活动。

不同的发酵过程需要不同的温度，一般在微生物的最适生长温度附近，通常在25-42摄氏度之间。

2.pH值：发酵过程中的pH值对微生物的生长和代谢活动有重要影响。

不同的微生物对于pH值的需求不同，一般在微生物最适生长pH值的附近维持。

3.溶氧量：溶氧量是指发酵液中的氧气饱和度。

微生物在发酵过程中需要氧气进行呼吸和代谢活动。

合适的溶氧量可以提高发酵效率和产物质量。

4.搅拌速度：搅拌速度对于发酵液中的微生物的分散性和氧气气液传递有着重要影响。

适当的搅拌速度可以保证发酵液中的微生物充分接触营养物质和氧气。

5.发酵菌种：选择适宜的发酵菌种对于发酵过程的控制至关重要。

合适的发酵菌种应具备高发酵活力、产物合成能力和抗污染能力。

2. 发酵过程的控制策略为了实现对发酵过程的有效控制，需要采取相应的控制策略。

以下是几种常见的发酵过程控制策略。

1.反馈控制：反馈控制是根据实时的监测数据对发酵过程进行调节。

通过监测发酵过程中的温度、pH值、溶氧量等参数，将实际参数与设定值进行比较，根据误差进行反馈调整，以维持发酵过程的稳定性。

2.前馈控制：前馈控制是根据预期的发酵过程需求提前对控制参数进行调整。

通过事先设定好的控制策略，根据发酵过程中的状态进行预测和计算，提前对控制参数进行调整，以达到预期的控制效果。

3.比例积分控制：比例积分控制是通过调整控制器的比例参数和积分参数来改变控制器的工作方式。

生物发酵工艺的DCS（分散控制系统）控制设计是为了实现对发酵过程中各种参数的监测、调节和控制，以提高生产效率、保证产品质量。

下面是一个简要的生物发酵工艺DCS控制系统设计的步骤和要点：
1. 系统架构设计：
-系统整体架构：设计DCS系统的整体架构，包括控制层、执行层和监视层，确保各个层面的功能协调一致。

-网络拓扑结构：设计网络拓扑结构，确保各个设备之间的通信畅通。

2. 控制逻辑设计：
-控制策略：制定针对生物发酵过程的控制策略，包括温度、pH值、溶氧量等参数的控制要求和方法。

- PID控制器设计：设计PID控制器来实现对关键参数的精确控制。

3. 监测与数据采集：
-传感器选择：选择适合生物发酵工艺的传感器，如温度传感器、pH 传感器、溶氧传感器等。

-数据采集：确保DCS系统能够准确采集各种传感器数据，并及时传输到监控中心。

4. 报警与安全设计：
-报警系统：设计报警系统，及时发现异常情况并采取相应的措施。

-安全措施：设计安全控制措施，确保生产过程安全可靠。

5. 用户界面设计：
-操作界面：设计直观友好的用户界面，便于操作人员监控和调整生物发酵过程。

6. 数据存储与分析：
-数据存储：确保DCS系统能够有效地存储历史数据，便于后续分析和回顾。

-数据分析：设计数据分析模块，帮助优化生物发酵工艺，提高生产效率。

7. 联网与远程控制：
-远程监控：考虑实现DCS系统的远程监控功能，方便远程管理和故障排查。

以上是生物发酵工艺DCS控制系统设计的一般步骤和要点，具体设计还需根据具体生产工艺和设备情况进行详细规划和实施。