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大学发酵工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 发酵工程中常用的微生物是（）。
A. 细菌B. 酵母C. 霉菌D. 以上都是答案：D2. 下列哪种不是发酵工程中常用的培养基类型？（）A. 液体培养基B. 固体培养基C. 半固体培养基D. 气体培养基答案：D3. 发酵过程中，控制pH值的目的是什么？（）A. 提高微生物的生长速度B. 增加产物的稳定性C. 抑制微生物的生长D. 促进产物的生成答案：D4. 在发酵罐中，通入无菌空气的目的是（）。
A. 增加罐内压力B. 调节温度C. 提供氧气D. 调节pH值5. 发酵工程中，常用的灭菌方法不包括（）。
A. 干热灭菌B. 湿热灭菌C. 化学灭菌D. 辐射灭菌答案：C6. 下列哪种物质不是发酵产物？（）A. 酒精B. 乳酸C. 抗生素D. 维生素答案：D7. 发酵过程中，温度控制的重要性在于（）。
A. 影响微生物的代谢速率B. 影响产物的稳定性C. 影响微生物的生长速度D. 以上都是答案：D8. 发酵工程中，接种量的大小对发酵过程的影响是（）。
A. 无影响B. 影响发酵速度C. 影响产物产量D. 影响发酵周期答案：D9. 发酵工程中，常用的发酵罐类型包括（）。
B. 静态罐C. 气升式罐D. 以上都是答案：D10. 发酵过程中，微生物的代谢类型包括（）。
A. 厌氧代谢B. 好氧代谢C. 兼性代谢D. 以上都是答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 发酵工程中，影响微生物生长的因素包括（）。
A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 营养物质答案：ABCD2. 发酵过程中，常用的检测方法包括（）。
A. 光学显微镜检测B. 电子显微镜检测C. 酶联免疫吸附测定D. 气相色谱分析答案：ABCD3. 发酵工程中，常用的控制策略包括（）。
A. 温度控制B. pH值控制C. 氧气供应控制D. 营养物质供应控制答案：ABCD4. 发酵工程中，产物的提取方法包括（）。
生化反应工程原理习题答案生化反应工程原理习题答案生化反应工程是一门研究生物化学反应在工业生产中应用的学科，它涉及到生物反应的原理、工艺、设备等方面。
在学习生化反应工程的过程中，习题是不可或缺的一部分。
下面将为大家提供一些生化反应工程原理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是生化反应工程？答：生化反应工程是将生物化学反应应用于工业生产中的一门学科。
它研究的是如何利用生物体内的酶、微生物等生物催化剂，通过控制反应条件和优化工艺流程，实现高效、可持续的生物化学反应。
2. 生化反应工程的应用领域有哪些？答：生化反应工程广泛应用于食品、制药、化工等领域。
例如，生化反应工程可以用于生产食品添加剂、药物、酶制剂等。
此外，生化反应工程还可以应用于环境保护领域，例如利用微生物降解有机废水、废弃物等。
3. 生化反应工程中常用的反应器有哪些？答：生化反应工程中常用的反应器有批式反应器、连续流动反应器和固定床反应器等。
批式反应器适用于小规模实验室研究，连续流动反应器适用于大规模工业生产，固定床反应器适用于催化剂固定在固定床上的反应。
4. 生化反应工程中的反应条件有哪些因素？答：生化反应工程中的反应条件包括温度、pH值、反应物浓度、反应时间等。
这些因素会影响反应速率、产物选择性和产量等。
5. 什么是生化反应工程中的产物选择性？答：生化反应工程中的产物选择性是指在反应过程中产生的不同产物之间的选择性。
通过调节反应条件和优化催化剂等，可以控制产物的选择性，从而实现高效、经济的生化反应。
6. 生化反应工程中的酶催化反应有什么特点？答：生化反应工程中的酶催化反应具有高效、特异性和温和的特点。
酶作为生物催化剂，能够在相对较低的温度和中性条件下催化反应，具有较高的选择性和活性。
7. 生化反应工程中的微生物反应有什么特点？答：生化反应工程中的微生物反应具有较高的底物适应性和底物转化能力。
微生物通过代谢途径将底物转化为产物，具有较高的效率和产物选择性。
无菌制药工程中的微生物污染控制策略微生物污染是制药工程中最为关键的问题之一。
在无菌制药工程中，微生物污染的控制是确保产品质量和安全性的关键因素。
本文将介绍在无菌制药工程中常用的微生物污染控制策略，包括环境控制、设备消毒、人员培训等方面。
一、环境控制在无菌制药工程中，对生产环境的控制十分重要。
以下是几种常见的环境控制策略：1.1 温湿度控制无菌制药工程中温湿度的控制对于微生物的繁殖和传播至关重要。
保持适宜的温湿度可以降低微生物污染的风险。
因此，必须对生产环境中的温湿度进行精确的监测和控制。
1.2 空气净化有效的空气净化系统可以过滤和清除空气中的微生物。
常用的净化系统包括高效过滤器、紫外线灭菌器等。
这些设备可以帮助降低空气中微生物的数量和浓度，减少微生物污染的风险。
1.3 环境监测定期对生产环境进行微生物监测是控制微生物污染的重要手段。
通过定期抽样并进行微生物学分析，可以及时发现并处理潜在的微生物污染源。
二、设备消毒无菌制药工程中的设备消毒是微生物污染控制的关键步骤。
以下是常用的设备消毒策略：2.1 清洁和消毒程序在制药工程中，设备的清洁和消毒程序必须得到严格执行。
这包括对设备进行定期清洁，使用适当的消毒剂进行消毒，并确保消毒剂的浓度和接触时间符合标准。
2.2 设备验证设备验证是确保设备消毒效果的重要环节。
通过对设备的验证，可以验证设备消毒程序的有效性，并及时发现和纠正程序中的问题。
三、人员培训人员是无菌制药工程中微生物污染控制的关键因素。
以下是几种人员培训策略：3.1 无菌操作培训对无菌操作的培训是确保人员能够正确执行无菌操作的关键。
培训内容包括洗手程序、穿戴防护服装、操作无菌设备等。
3.2 知识培训定期组织微生物学知识培训对于提高人员的微生物意识和科学素养至关重要。
通过了解微生物的生长特性和传播途径，人员能够更好地掌握微生物污染控制的方法和策略。
结语无菌制药工程中的微生物污染控制是确保产品质量和安全性的核心要求。
先进技术在生物工程领域的生产过程优化与质量控制拓普河北生物科技有限公司摘要：生物工程领域的生产过程优化和质量控制是关键领域，本文通过详细探讨了当前挑战与问题，先进技术的应用以及关键策略。
挑战包括复杂性、高成本、质量波动等。
先进技术如自动化、大数据分析、基因编辑等为生产过程带来了新的可能性。
关键策略包括工艺改进、质量控制、资源优化和可持续性考虑。
未来展望涵盖了新技术趋势、智能化生产、实时监测、个性化治疗等方面。
生物工程领域面临的挑战与机遇并存，而通过不断创新和整合先进技术，我们能够实现更高效、更可持续的生产，为医药、食品和能源领域的可持续发展做出贡献。
关键词：生产过程优化；质量控制；先进技术引言生物工程领域一直以来都扮演着重要的角色，涵盖了制药、食品生产、环保和生命科学等多个关键领域。
然而，生产过程的优化和质量控制一直是面临挑战的领域。
一、生物工程领域的生产过程优化（一）现有生产过程的挑战和问题生物工程领域的生产过程面临着一系列挑战和问题。
其中一些主要问题包括：复杂性和变异性：生物工程产品的生产通常涉及复杂的生物化学反应和生物体系，这些系统具有高度的变异性，难以控制。
高成本：许多生物工程生产过程需要昂贵的设备和大量的资源，导致高昂的生产成本。
生产周期长：某些生物工程产品的生产周期非常长，这不仅增加了成本，还降低了生产效率。
质量波动：生物工程产品的质量波动可能会导致产品不合格，从而增加了质量控制的复杂性。
（二）先进技术在生产过程优化中的应用为了应对这些挑战，生物工程领域积极采用先进技术来优化生产过程。
自动化和机器人技术：自动化系统和机器人在生物工程中的应用可以大幅提高生产效率，减少人为错误，降低成本。
大数据分析：大数据分析可以帮助监测和分析复杂的生产数据，提供实时洞察，有助于快速做出决策并改善生产过程。
基因编辑技术：基因编辑技术如CRISPR已被用于改良微生物菌株，以提高产量和质量。
生物传感器：生物传感器能够实时监测生物工程过程中的关键参数，有助于实现精确的过程控制。
正反馈控制的名词解释随着社会的不断进步和科技的飞速发展，控制系统在各个领域扮演着至关重要的角色。
其中，正反馈控制作为一种重要的控制策略，被广泛应用于自动控制系统中。
本文将对正反馈控制的概念、原理以及应用进行解释和分析。
一、正反馈控制的概念正反馈控制，顾名思义，是指控制过程中输出量的变化对输入量的变化产生积极的反馈作用。
其基本原理是当被控对象产生某种变化时，控制系统会通过引入正反馈路径来增强这种变化，进而加速系统的动态响应。
正反馈控制通常与负反馈控制相对应，两者在实际应用中有着不同的优缺点。
二、正反馈控制的原理正反馈控制的原理可以简单归纳为以下几点：1. 自增强作用：正反馈控制机制通过将部分输出值反馈到输入端，进一步加强输入值的变化。
当输入值增大时，输出值也会增大，这种增强作用具有自我加强和非线性的特点。
2. 稳定性分析：正反馈控制系统在某些情况下可能出现不稳定的现象。
例如，当正反馈增益过大时，系统可能会表现出震荡或失控的行为。
因此，在实际设计中需要注意合理选择正反馈增益，以确保系统的稳定性。
3. 快速响应：由于正反馈机制的存在，系统的响应速度通常较快。
当控制系统需要快速调整输出值以满足特定要求时，正反馈控制往往能够提供较好的解决方案。
三、正反馈控制的应用正反馈控制在生物、工程和物理等领域都有着广泛的应用。
以下列举几个具体的应用案例：1. 自激振荡器：正反馈控制被广泛用于设计和实现自激振荡器。
自激振荡器具有自发产生振荡信号的特点，在无线通信等领域有着重要的应用。
2. 天然灾害预警系统：正反馈控制在建立天然灾害预警系统中也起着重要的作用。
通过对地震、洪水等自然灾害的监测和反馈，在一定程度上提前预警，从而减少灾害造成的损失。
3. 医学应用：正反馈控制在医学中的应用也不容忽视。
例如，药物释放系统中使用的缓释药物系统，通过正反馈控制调节药物的释放速率，使其持续作用于患者体内。
总结正反馈控制作为一种重要的控制策略，具有自增强、稳定性分析和快速响应的特点，在生物、工程和物理等领域广泛应用。
山体整治规划方案随着人类城市化建设的不断扩张，越来越多的山体开始遭受人类开发和利用的影响，往往导致很多环境问题。
为了更好地保护自然环境和人类生存空间以及生命安全，对于那些受到人类活动影响而发生问题的山体，需要进行科学合理的整治规划，下面是本文介绍的内容。
1. 现状分析在制定一个山体整治规划之前，需要对该山体的现状进行充分的分析，包括以下几个方面：1.地形条件和气候特点2.山体结构特点，包括地质构造、岩性分布、地形地貌等3.当地的社会文化和经济状况4.城市规划和生态保护政策等5.其他相关问题如历史文化、自然生态、游客人数等2. 规划目标制定整治规划首先要明确整治的目标，目标直接影响到整治的结果，下面列出了一些整治目标：1.防止山体滑坡、坍塌和其他灾害性自然事件的发生2.减少人类活动对山体环境的破坏3.提高山体保护利用效益，增强旅游开发价值4.保护生态环境，提升生态系统服务功能5.保护历史文化遗产以及促进文化旅游业发展3. 策略选择基于现状分析和规划目标的确定，需要选择适合的整治策略，方案的可行性和实施效果都需要以合理的整治策略为前提。
1.“生物工程”策略，即利用植物和动物来恢复和加强山体的生态系统2.“物理工程”策略，即利用地质学、材料学等基础科学和技术手段来改善山体地质、地貌等问题3.“综合利用”策略，即综合考虑利用山体生态资源和旅游、文化等方面的价值4.“监测预警”策略，即通过系统监测、预警系统等手段来预防山体灾害的发生4. 实施方案综合考虑现状分析、规划目标和策略选择，确定最终的实施方案，包括以下内容：1.针对不同的整治目标，对山体和周边环境的特点进行分析和评估，制定相应的方案2.根据不同的目标，选择不同工程师进行设计，确定工程内容、费用、时间等3.建设一套全面有效的监测预警系统，早期发现异常现象并及时实施应对措施4.制定一套完善的质量控制体系，严格按照规划方案，确保每一项工程都正常、高效、可靠地运行5. 实施效果评估为了及时发现和解决问题，以确保整治规划方案实施后获得预期效果，在整治工程实施结束后，应制定一套可行的实施效果评估机制。
现代微生物控制管理制度一、引言微生物是地球上最古老的生物之一，它们在地球演化史中始终扮演着重要的角色。
同时，微生物也对人类社会发展产生了深远的影响。
在现代社会中，微生物的管理和控制成为了一个重要的议题。
因为微生物不仅能够造成疾病，还有可能对环境、农业和工业产生影响。
因此，建立一套完善的微生物控制管理制度至关重要。
二、微生物控制管理概述微生物控制管理是对微生物产生的各种问题进行监管和管理的一种综合性制度，旨在保护人类和环境的健康。
微生物控制管理制度应当包括以下几个方面的内容：1. 微生物疾病防控：包括传染病的控制、疫苗研发、疫情监测等内容；2. 环境微生物管理：包括对水质、空气质量等微生物的监测和治理；3. 农业微生物管理：包括对土壤微生物的保护和利用；4. 工业微生物管理：包括对工业系统中微生物的监管和管理；5. 食品安全微生物管理：包括对食品中微生物的监测和控制。
三、现代微生物控制管理制度的内容1. 微生物疾病防控（1）传染病的监测和报告：建立完善的传染病监测网络，实现对传染病病原微生物的早期发现和及时报告。
（2）疫苗研发和接种：加强对重大传染病的疫苗研发和推广工作，提高人群免疫力。
（3）卫生教育宣传：加强公民的卫生健康教育宣传，提高人们对微生物疫病的认识和防护意识。
2. 环境微生物管理（1）水质和空气微生物的监控：建立水质和空气微生物监测网络，进行定期监测和评估。
（2）污水处理和垃圾处理：加强对污水处理和垃圾处理过程中微生物的监测和控制。
（3）环境卫生管理：加强对公共场所和居住环境中微生物的管理，保障人民的环境卫生安全。
3. 农业微生物管理（1）土壤微生物保护和利用：开展农田土壤微生物生态系统的保护和修复，促进土壤微生物的健康和利用。
（2）农作物病害防控：加强对农作物病原微生物的监测和防控工作，促进农作物的健康生长。
（3）畜禽微生物管理：加强畜禽微生物疫病的预防和控制，保障畜禽健康和生产安全。
微生物发酵过程优化控制技术进展一、本文概述微生物发酵过程优化控制技术是生物工程领域的一个重要研究方向，它旨在提高发酵过程的效率、降低能耗、优化产品质量，从而实现工业生产的经济效益和环境效益的最大化。
随着生物技术的快速发展，微生物发酵过程优化控制技术也取得了显著的进步。
本文将对近年来微生物发酵过程优化控制技术的研究进展进行综述，包括发酵过程参数优化、发酵过程模型化与控制、发酵过程智能优化控制策略等方面，以期为该领域的进一步研究和发展提供参考和借鉴。
本文将介绍微生物发酵过程的基本原理和发酵过程控制的重要性，阐述优化控制技术在提高发酵效率、降低生产成本、改善产品质量等方面的关键作用。
本文将重点综述发酵过程参数优化技术的研究现状，包括温度、pH值、溶氧量、底物浓度等关键参数的优化方法和技术手段。
接着，本文将探讨发酵过程模型化与控制的研究进展，包括基于机理模型的发酵过程控制、基于数据驱动的发酵过程建模与控制等方面。
本文将介绍发酵过程智能优化控制策略的最新研究成果，包括基于、机器学习等技术的发酵过程优化控制方法，以及这些技术在实际工业生产中的应用情况。
通过对微生物发酵过程优化控制技术的研究进展进行综述，本文旨在为该领域的科研人员、工程师和研究生提供一个全面、深入的了解，以促进该领域的进一步发展和创新。
本文也希望为相关企业的技术创新和产业升级提供有益的参考和启示。
二、微生物发酵过程基础微生物发酵过程是一种复杂的生物化学过程，涉及微生物的生长、代谢以及产物的生成。
这个过程通常包括菌种选择、培养基配制、发酵条件控制等多个步骤。
发酵过程中的关键因素包括温度、pH值、溶解氧、营养物质浓度等，这些因素的优化控制对于提高发酵产物的产量和质量至关重要。
菌种选择是发酵过程的基础。
不同种类的微生物具有不同的代谢途径和产物生成能力，因此，选择适合发酵目标的菌种至关重要。
同时，菌种的遗传改良也是提高发酵效率的重要手段，通过基因工程等现代生物技术手段，可以实现对菌种代谢途径的精确调控，从而提高产物的产量和纯度。
生物工程专业成为一名杰出的生物工程师的职业发展策略生物工程是一个快速发展的领域，对于想要成为一名杰出的生物工程师来说，制定一个明确的职业发展策略是至关重要的。
本文将介绍几个关键策略，帮助你在生物工程领域取得专业成长和成功。
一、广泛接触不同领域的专业知识作为一名生物工程师，掌握广泛的专业知识是非常重要的。
生物工程涉及到生物学、工程学、化学、转基因技术等多个领域，因此要想成为一名杰出的生物工程师，必须具备跨学科的能力和知识。
建议在学习生物工程专业的同时，广泛了解相关领域的知识，比如生物学的基础知识、化学的原理和应用、工程学的技术等。
这样能够拓宽自己的知识边界，为职业发展打下坚实的基础。
二、参与实践项目和实习经历理论知识与实践经验相结合，是成为杰出生物工程师的关键。
积累实践经验的最佳途径之一是参与实践项目和实习。
选择与生物工程相关的研究项目或实习机会，积极参与其中，并努力获取实践经验与技能的提升。
这不仅能够帮助你将从书本上学到的理论知识应用到实际问题中，还能培养你的解决问题的能力和团队合作精神，为职业发展打下坚实的基础。
三、积极参与学术会议和研讨会学术会议和研讨会是了解最新科技动态和交流学术观点的重要平台。
作为一名生物工程专业的学生或从业者，积极参与学术会议和研讨会，能够帮助你了解前沿的科技发展趋势和最新的研究成果。
同时，这也是与同行专家交流、建立人脉关系的绝佳机会。
通过与其他专业人士的交流和讨论，你将不断扩展自己的视野，推动个人职业发展。
四、保持持续学习和自我提升生物工程领域的知识和技术在不断更新和发展，因此要想成为一名杰出的生物工程师，你必须保持持续学习和自我提升的态度。
阅读最新的研究论文、参加专业培训课程、深入了解前沿技术等，都是提升自己专业素养和保持竞争力的重要方式。
此外，参与行业认证和持续教育项目，也能够帮助你不断提升自己的职业能力和知识水平。
五、建立个人品牌和网络影响力在当今社会，个人品牌和网络影响力对于职业发展非常重要。
质量控制在生物工程行业中的特点有哪些在当今科技飞速发展的时代，生物工程行业作为一个充满活力和创新的领域，为人类的健康、农业、环境保护等方面带来了巨大的影响和变革。
然而，要确保生物工程产品的安全性、有效性和质量稳定性，质量控制就显得尤为关键。
质量控制贯穿于生物工程的整个研发、生产和销售过程，具有一系列独特的特点。
一、高度的复杂性生物工程产品的制造过程往往极其复杂，这就使得质量控制面临巨大的挑战。
例如，生物制药中的蛋白质药物，其生产涉及到细胞培养、发酵、提取、纯化等多个环节，每个环节都可能对最终产品的质量产生影响。
而且，生物体系本身具有高度的多样性和变异性，例如细胞的生长状态、代谢产物的生成等都难以精确控制，这进一步增加了质量控制的难度。
细胞培养过程中，培养基的成分、温度、pH 值、溶氧等条件都需要严格监控和优化，稍有偏差就可能导致细胞生长不良或者产物质量下降。
发酵过程中的微生物代谢活动也非常复杂，需要对各种代谢参数进行实时监测和调控，以保证产物的产量和质量。
在提取和纯化阶段，由于生物分子的结构和性质复杂，分离和纯化的过程需要采用多种精细的技术手段，如色谱法、电泳法等，同时要确保在操作过程中不破坏生物分子的活性和结构完整性。
二、严格的法规要求生物工程行业直接关系到人类的生命健康和生态环境，因此受到各国政府严格的法规监管。
质量控制必须符合这些法规要求，以确保产品的安全性和有效性。
例如，在药品研发和生产方面，必须遵循严格的药品生产质量管理规范（GMP）。
GMP 对生产设施、设备、原材料、生产过程、质量控制、人员培训等方面都提出了详细而严格的要求。
任何违反 GMP 规定的行为都可能导致产品召回、企业罚款甚至刑事处罚。
在医疗器械领域，也有相应的法规和标准，如医疗器械质量管理体系标准（ISO 13485）等。
对于生物农业产品，如转基因作物、生物农药等，同样需要满足相关的法规和审批程序，以确保其对环境和生态系统的安全性。
生物工程控制策略1.引言2.生物反应器参数2.1物理参数2.2化学（外部）参数2.3生物化学（内部）参数3.生物过程控制策略4.生物反应器器动力学4.1生物反应器的多参数的非线性动力学4.2批式发酵的生长模型4.3连续反应器动力学4.4连续生物反应器中静态的多样性和稳定性4.4.1多变型静态的计算4.4.2静态的稳定性4.5基于莫诺动力学的连续生物反应器的均衡控制4.5.1CSTBR的开环控制的稳定性分析4.5.1.1CSTBR 开环控制的线性稳定性分析4.5.1.2CSTBR开环的相位面分析4.5.2CSTBR闭环控制的稳定性分析4.6连续生物反应器的底物抑制动力学控制4.7流加发酵动力学5.反馈控制系统5.1比例积分微分控制器5.2稳定性的考虑5.3更深远的反馈控制技术5.4多变系统的反馈控制6.最优化控制理论7.适应性控制8.高级控制器8.1发酵过程的状态评估技术8.2控制和动力学的优化9.生物反应器的控制器设计9.1生物反应器控制的一般性问题9.2生物过程控制的设备9.3实现控制的潜在问题9.4实例：高密度发酵一种海洋细菌（teredinobacter Turnirae）产蛋白酶优化的过程控制10.展望11.结语参考文献1.引言1.1 微生物：微小的生物化学工厂单个细胞可以看作微小的生物化学工厂。
碳，氮，氧，等物质进入细胞后经过成百上千的反应转变为细胞组分和生物化学产品。
生物化学产品可以储存在细胞内部，也可以被运送到细胞外乃至环境中[1]。
细胞内的代谢活动可以在胞内和胞外的很多水平控制。
而且，微生物的生物化学活力对细胞所处的环境很敏感，由于如此复杂的调控，从工程的角度的观点来看，研究营养和环境因素多细胞代谢的影响是非常必要的。
1.2生物反应器是一个为微生物生长提供可控的环境工程师总是关注于长时间产物的大量生产。
达到这种目的的最好方式是细胞一直保持高活力的在生物反应器中生长。
生物反应器的三种操作方式：批式发酵，流加批式发酵，连续发酵。
下面逐个讨论三种方式。
1.3生物反应器过程控制的重要性商业化的生物反应器监测和控制方法的发展依赖于可靠和稳定的实时传感器。
传感器的问题可以参考95年7月的自然科学和技术的基础科学会议中的生物技术研究分会报告。
上游设备的良好性质不能缺少系统状态的知识和优化控制的控制运算。
生物工程的控制是很具有挑战性的，尤其是高度非线性（数学模型计算的非线性微分方程）的批式发酵和流加批式发酵，还有重组细胞的不稳定性。
这些问题由于缺乏在线实时传感器和理想化的模型变得更加复杂。
2.生物反应器的特征参数生物反应器中活着的微生物细胞使得生物反应器比普通的化学反应器更加复杂。
正像刚才提到的，设计和控制生物反应器之前要学习表述生物反应器的基础知识。
生物反应器的初步认识可以从以下几个参数开始：物理参数，化学参数，生化参数生物参数[3]。
下面逐个讨论参数，参数的计算在9.2中表述。
2.1 物理参数重要的物理参数包括：搅拌动力，转速，培养基体积，颜色，扩展培养基的体积，泡沫，气体流速，气体适度，热量产生速率，传热速率，液体流速，液体高度，生物质，渗透压，压力，剪切速率，叶片速率，温度，转变时间，黏度[3]。
其中很多参数对于生物反应器的控制有很重要的作用。
2.2 化学参数化学参数包括：氨基酸，二氧化碳，阳离子水平，传导率，抑制剂，中间体，离子强度，malliard 反应产物，氮（游离氮和总氮），营养成分，氧，pH，磷，前体，产物，氧化还原作用，底物。
2.3 生物化学参数（细胞内部）生物化学参数指的是细胞生长在一个特定时间的代谢状态，包括：氨基酸，能荷，碳水化和物，细胞组分，酶，中间代谢物，还原力，核酸，总蛋白，维生素[3]。
2.4 生物学参数生物学参数是表征生物反应器中细胞水平的参数。
包括：细胞年龄的分布，繁殖，污染，降解，倍增时间，遗传的稳定性，细胞形态，突变，细胞大小的分布，总细胞计数，活细胞计数。
3.生物过程的控制策略现有的生物反应器都有三个基本的环境因素：pH，温度，溶氧。
这些设备利用酸碱流速，冷却水流速，搅拌转速来实现对生物反应器的控制。
显而易见，这三个参数是优化细胞最重要的参数，但是只有这三个参数对于工业化发酵是远远不够的。
本文将揭示实现工业发酵的控制策略。
在详细的理解控制策略之前，我们应该熟悉一下这方面的基本知识。
其中一个综合的特征是控制的运算法则。
控制的运算法则是利用现有的检测手段和控制水平来采取可行的方法改变生物过程实现产物最大化[4]。
不好好了解一个过程是不能够控制好这个过程的。
了解过程的最有效的方法是过程的数学模型，建立合适的生物模型对于控制运算方法的运用是非常有用的，也就是说没有好好理解一个过程也是可以控制的，只不过需要一个昂贵的、好时间的、允许试错的控制系统。
得到一个简单的、经验性质的控制模型需要慢慢的对系统引入扰动，再观察输出的动力学行为。
经过研究是可以得到一个线性的、不随时间变化的直观模型，但是最基本的还是建立不同组分的生物质和能量的非线性的方程式。
非线性的模型更能表示过程中状态的大幅度变化，线性的经验式的方程就容易造成和实际的偏差。
能在批式和补料批式发酵过程中表征状态的大幅度变化是非常重要的，但是一个缺点就是非线性模型还缺少现成的控制模型-缺少控制软件[4]。
生物反应器操作有3种模式：批式、补料批式、连续发酵。
下面我们将说明每一种模式都有不同的控制难点。
第4章将讨论每一种反应器的控制特点合适的控制计算方法决定于目标的特征、过程的模型、现有的检测手段、可操作的方法。
我们将介绍很多种控制运算方法。
第五章讨论简单的反馈控制计算方法，例如PID控制计算方法。
第六章讨论最优化控制，它也是目前容易得到的正在广泛应用的一种方式。
第七章讨论适应性控制。
最后，第八章研究缺乏在线控制器的情况下状态参数的估计。
第九章举例说明生物工程控制和在线实时控制。
本文致力于实现控制策略的探索。
4.生物反应器动力学4.1. 生物反应器是一个非线性动力学的多变量系统在讨论具体的应用之前，我们应该介绍一下生物反应器相关的一般特征。
有两个方面对于设计控制反应器的控制系统十分重要。
多变的系统：控制反应器包括很多变量，非线性动力学：生物反应器因为它的非静态和非线性特点使得控制生物反应器很复杂。
导致的后果比较多，例如滞后作用，CSTBR初始状态开始，增速流加造成的改变是和减速流加造成的改变是不同的。
静态只有在一样的流加条件是一样的，这时候外来的动力学限制条件，瞬间摆动，长的滞后时间就会体现出来。
以上的复杂情况从根本上来说都是和活细胞相关的。
控制生物反应器的重要变量是那些长时间可控的或者是根本不可检测到的。
这就是准确的数学模型和参数估计技术所要研究的范围。
幸运的是，简单的模型和一个输入-一个输出的反馈抑制模型成功应用到很多实例中了。
4.2 批式生物反应器中的细胞生长模型最简单的细胞生长模型是非结构，统一的模型，这种模型中r x = dX/dt = mX (1)其中，r x=细胞生长速率（g/l.h）X=细胞浓度（g/l）m=比生长速率（h-1）最常用的表达方式是比生长速率和底物浓度的莫诺方程：m = m max S/(K s + S) (2)其中，m=比生长速率（h-1）S=底物的浓度（g/l）Ks=底物的饱和常数（g/l）Fig.1 莫诺方程的方程曲线图.1 表示的是莫诺方程中比生长速率和底物浓度的关系。
莫诺方程是经验式，没有数学的基础[5]。
这个方程式是唯一正确的表示细胞指数生长的，在瞬间的状态是不适合的。
尽管莫诺方程很简单，也没有数学的推导基础，它适合于大量的静态和动态的状态，这个性质对于生物反应器的控制是很重要的。
4.3 连续生物反应器的动力学对于连续流加的生物反应器，细胞由于连续的限制性底物水平也不断生长，所以一直处于指数期。
这样比较适合于莫诺方程，反应器中细胞平衡可以写成FX - FX f + V(dX/dt) = r x(3)其中，F=体积流速（l/h）X=反应器和出口中细胞的浓度（g/l）Xf=流出（流入）细胞的浓度（g/l）V=反应器的体积（l）Rx=细胞的生长速率（g/l.h）当没有流出和流入时（X f = 0）,反应速率可以写成（r x = mX）。
方程3可以简化为dX/dt = (m - D)X (4)其中，D=稀释率，D=F/V（h-1）按底物平衡可以写为FS - FS f + V(dS/dt) = r s V (5)其中，F=体积流速（l/h）S=反应器中和出口的底物浓度（g/l）Sf=流入的底物浓度（g/l）V=反应器的体积（l）Rs=底物消耗（g/l.h）生成参数（Y x/s）定义是单位底物所生成的细胞量，数学表达式是Y x/s = mass of cells produced/mass of substrate consumed = r x/-r s (6)综合方程式（1）（5）（6）得到dS/dt = D(S f - S) - mX/Y x/s(7)CSTBR的情况可以用方程是（4）（7）（2）表示。
静态时（固定Sf和D），下面的值可以相互表示：m = D (8)S = DK S/(m max - D) (9)X = Y x/s (S f - S) (10)开环的CSTBR生物反应器的一些特征和化学反应器不一样，所以设计反应器之前，我们应该了解这些特性Fig.2 静态CTSBR中稀释率和比生长速率的关系图2 表示的是稀释率一定要小于最大比生长速率，方程式（4）也可以得到这个结论。
解决的方案是方程式（8）和一下的方程式：X = 0 (11)The corresponding substrate concentration isS = S f (12)方程式（11）（12）表示的状态是洗出。
这种状态是稀释率大于或者等于最大比生长速率。
当流入的底物浓度是Sf的比生长速率低于最大比生长速率，这时候稀释速率大于或者等于这时候的比生长速率是就出现洗出的现象。
控制计算一定要避免这样的情况出现。
给定一组方程，就需要数学方法解决非线性方程，例如（4）（7）。
线性控制只能适用于很少量的情况，例如：线性化的静态[1]。
开始的界定条件很重要，优化的过程中一定要避免洗出，稀释率小于比生长速率时，很快就达到静态。
4.4连续型生物反应器的多样性和稳定型虽然CSTBR的开环控制比较简单，由于考虑到多重静态和稳定性，系统就变得复杂了。
下面就讨论其中比较突出的问题。
生物反应器控制的设计是按照方程式（4）和（7）的非线性考虑。
非线性系统中存在很多重要的关键点，例如前面提到的洗出。
系统的有效的控制包括：1.静态数值的校正2.静态条件下的稳定性特征3.根据上面的1和2设计合理的开环或者闭环控制4.4.1 多重静态的校正一旦得到系统的控制方程，the steady states are found by replacing all time derivatives by zero. This can be done by inspection and algebric solution. For high order or complex models, a nonlinear root finding technique should be employed.14.4.2 静态的稳定性如果初始条件稳定的话，发生瞬间的改变后静态是稳定的。
