提高微生物发酵单位的新优化控制策略

黄留琴

摘要：对于微生物发酵的过程进行控制和优化，能够提高微生物发酵的经济利益和发酵后产品的质量，在以往的微生物发酵过程中，为了提高发酵的效率和质量，对于菌种选择特别重视。但是近几年由于我国科学技术和生物信息技术的不断发展，对微生物发酵领域开展了相关的研发工作，并对微生物发酵的过程进行了优化。本文对微生物发酵的优化进行研究，提出了相关的控制策略。

关键词：微生物发酵;单位;优化控制

在制药、食品等多个工业领域都会涉及到微生物发酵，因此它和人民的日常生活及社会经济的发展息息相关，微生物发酵生产具有高成本和高耗能的特点，为了提高发酵单位，降低生产的成本，那么对微生物法家过程进行优化控制就非常重要了。在对微生物进行发酵过程优化控制的时候，采用的通常是过程模型和控制策略这两种方式，在传统的微生物发酵生产的过程中，将稳定生产视为最主要的目标，而不看重技术优化。长期下来，微生物发酵过程缺乏科学性，也会导致微生物发酵单位的经济效率和产品质量受到影响。所以，对微生物发酵的优化控制是非常重要的。

一、微生物发酵的模型构建分析

（一）机理模型后见分析

在微生物发酵的过程中，机理模型是非常重要的组成部分，其利用了生物学公式，从基因尺度的层面来对机理模型进行构建，其主要的方法是根据固定的公式来对微生物发酵过程中的参数值进行确定。我国一些生物学研究者，也对微生物发酵的过程进行了比较具体的研究和分析，在这个过程中，关于微生物发酵的本质的认识也有一些改变，研究人员在研究微生物发酵的过程中，分析了微生物发酵的代谢，对于微生物发酵的模型也进行了建构。此外工作人员在研究过程中，也可以建立微生物发酵的数据库从而进行数据处理，这样就能够实现微生物的发酵模拟技术。机理模型的构建也包含了以上的特点，但是由于微生物发酵的特殊性和复杂性，机理模型不能够进行微生物的整个发酵过程，得不到发挥的平台，由此可以看出来，微生物的发酵过程具有一定的局限性。

（二）构建黑箱模型

研究人员在进行黑箱模型的构建时，是以最小二乘为构建的基础的，其在微生物的发酵过程中，具有一定的稳定性和较强的适应性。而在最小二乘的基础上进行黑箱模型构建的过程中，需要借助的不积极是传统微生物发酵过程的经验和优点，同时还对微生物发酵过程的操作流程进行了简化，与此同时还增加了不少功能，尤其是在微生物发酵过程的诊断功能，得到了较多的体现。除此以外，在进行黑箱模型构建的过程中，通过非线性函数来进行构建，能够对卫生发酵的稳定性和适应性进行加强[1]。

二、提高微生物发酵单位的新优化控制措施

（一）利用极大值原理，对传统的微生物发酵过程进行优化控制

工作人员在进行微生物发酵的时候，要始终贯彻极大值原理，与此同时还要在极大值原理的基础上对传统的微生物发酵过程进行优化和控制。在微生物发酵的过程中，工作人员可以利用极大值原理来对空间的形态进行分析和研究，同时还可以控制微生物的发酵过程，这种做法既保证了微生物发酵的效果，也对复杂的工作流程进行了优化控制。而工作人员也应该重视极大值原理在传统的微生物发酵过程中除了发挥控制作用以外，只能够进行优化控制曲线的描绘。一旦遇到了比较复杂的外界因素，极大值原理对于传统微生物发酵过程的控制就会被忽略。所以作为在一线工作的微生物发酵单位的人员，应该意识到极大值原理的重要性和必要性，并且以实践为基础，对极大值原理进行分析研究，从而能够实现通过里变量方式对传统微生物发酵过程的控制，最终达到传统微生物的发酵过程的控制和优化。对于极大值原理的分析和应用，能够最大程度的对微生物发酵的效果進行保障，还能够有效的控制微生物的发酵过程。不过以目前的状况进行分析，利用极大值原理对传统微生物的发酵过程进行优化控制还没有达到最理想的效果，在准确度和简易性方面仍然存在着相关的误差，所以工作人员需要对这些误差引起重视，对于极大值原理在微生物发酵过程中应用都要进行创新的研究与分析[2]。

（二）利用非线性系统，对传统微生物的发酵过程进行优化控制

在二十世纪六十年代提出了非线性系统，非线性系统是几何理论领域的重要组成部分之一，而在微生物领域，非线性系统也面临着全新的挑战和机遇。利用非线性系统能够对传统的微生物的发酵工程进行控制和优化，在这个过程中除了对微生物发酵过程的稳定性进行了加强之外，还使微生物的发酵能够得到更广泛的应用。将非线性系统运用到微生物的发酵当中来，能够帮助工作人员建立有效的空间模型，同时通过微分的方式，帮助实现微生物发酵过程的优化控制的目标，从而全方位的对微生物发酵过程中的优势进行展示。非线性系统在传统的微生物发酵过程中的运用，确实可以对微生物的发酵进行优化控制，但是工作人员还需要认识到如果想要实现非线性系统在微生物发酵过程中的作用，就要保证非线性系统的有效性，只有有效的非线性系统才能够进行转换从而对微生物的发酵过程进行一定的优化控制，从而提高微生物发酵过程的质量[3]。

三、结束语

由上述可以得知，本文对于微生物发酵单位的优化控制模型建构首先进行了简单的分析，并且由此提出了相关的优化控制的措施。在微生物的发酵过程中，其流程具有一定的复杂性，因此在对微生物的发酵过程进行优化控制的时候，首先就要对微生物发酵过程中构建的模型有一定的了解，对此进行比较全面的研究分析，这样才能够确保微生物的发酵单位质量的保障。而除此以外，工作人员也应该对微生物发酵过程中的每一个环节进行重视和检查，这样才对微生物发酵的稳定性和适应性进行保证，提高微生物发酵的工作效率。

参考文献：

[1]朱向东.微生物发酵工艺优化研究进展[J].化工管理，2019 （16）：202+205

[2]贝泓涵.一类微生物发酵中反馈最优控制问题研究[D].大连理工大学，2019

[3]刘凯，提高微生物发酵单位的新优化控制策略[J]山东工业技术，2018 （01）：224.