黃留琴

摘要：對(duì)于微生物發(fā)酵的過程進(jìn)行控制和優(yōu)化，能夠提高微生物發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)利益和發(fā)酵后產(chǎn)品的質(zhì)量，在以往的微生物發(fā)酵過程中，為了提高發(fā)酵的效率和質(zhì)量，對(duì)于菌種選擇特別重視。但是近幾年由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)和生物信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)微生物發(fā)酵領(lǐng)域開展了相關(guān)的研發(fā)工作，并對(duì)微生物發(fā)酵的過程進(jìn)行了優(yōu)化。本文對(duì)微生物發(fā)酵的優(yōu)化進(jìn)行研究，提出了相關(guān)的控制策略。

關(guān)鍵詞：微生物發(fā)酵;單位;優(yōu)化控制

在制藥、食品等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都會(huì)涉及到微生物發(fā)酵，因此它和人民的日常生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)，微生物發(fā)酵生產(chǎn)具有高成本和高耗能的特點(diǎn)，為了提高發(fā)酵單位，降低生產(chǎn)的成本，那么對(duì)微生物法家過程進(jìn)行優(yōu)化控制就非常重要了。在對(duì)微生物進(jìn)行發(fā)酵過程優(yōu)化控制的時(shí)候，采用的通常是過程模型和控制策略這兩種方式，在傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵生產(chǎn)的過程中，將穩(wěn)定生產(chǎn)視為最主要的目標(biāo)，而不看重技術(shù)優(yōu)化。長(zhǎng)期下來，微生物發(fā)酵過程缺乏科學(xué)性，也會(huì)導(dǎo)致微生物發(fā)酵單位的經(jīng)濟(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。所以，對(duì)微生物發(fā)酵的優(yōu)化控制是非常重要的。

一、微生物發(fā)酵的模型構(gòu)建分析

（一）機(jī)理模型后見分析

在微生物發(fā)酵的過程中，機(jī)理模型是非常重要的組成部分，其利用了生物學(xué)公式，從基因尺度的層面來對(duì)機(jī)理模型進(jìn)行構(gòu)建，其主要的方法是根據(jù)固定的公式來對(duì)微生物發(fā)酵過程中的參數(shù)值進(jìn)行確定。我國(guó)一些生物學(xué)研究者，也對(duì)微生物發(fā)酵的過程進(jìn)行了比較具體的研究和分析，在這個(gè)過程中，關(guān)于微生物發(fā)酵的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也有一些改變，研究人員在研究微生物發(fā)酵的過程中，分析了微生物發(fā)酵的代謝，對(duì)于微生物發(fā)酵的模型也進(jìn)行了建構(gòu)。此外工作人員在研究過程中，也可以建立微生物發(fā)酵的數(shù)據(jù)庫(kù)從而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)微生物的發(fā)酵模擬技術(shù)。機(jī)理模型的構(gòu)建也包含了以上的特點(diǎn)，但是由于微生物發(fā)酵的特殊性和復(fù)雜性，機(jī)理模型不能夠進(jìn)行微生物的整個(gè)發(fā)酵過程，得不到發(fā)揮的平臺(tái)，由此可以看出來，微生物的發(fā)酵過程具有一定的局限性。

（二）構(gòu)建黑箱模型

研究人員在進(jìn)行黑箱模型的構(gòu)建時(shí)，是以最小二乘為構(gòu)建的基礎(chǔ)的，其在微生物的發(fā)酵過程中，具有一定的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的適應(yīng)性。而在最小二乘的基礎(chǔ)上進(jìn)行黑箱模型構(gòu)建的過程中，需要借助的不積極是傳統(tǒng)微生物發(fā)酵過程的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還對(duì)微生物發(fā)酵過程的操作流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，與此同時(shí)還增加了不少功能，尤其是在微生物發(fā)酵過程的診斷功能，得到了較多的體現(xiàn)。除此以外，在進(jìn)行黑箱模型構(gòu)建的過程中，通過非線性函數(shù)來進(jìn)行構(gòu)建，能夠?qū)πl(wèi)生發(fā)酵的穩(wěn)定性和適應(yīng)性進(jìn)行加強(qiáng)[1]。

二、提高微生物發(fā)酵單位的新優(yōu)化控制措施

（一）利用極大值原理，對(duì)傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化控制

工作人員在進(jìn)行微生物發(fā)酵的時(shí)候，要始終貫徹極大值原理，與此同時(shí)還要在極大值原理的基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化和控制。在微生物發(fā)酵的過程中，工作人員可以利用極大值原理來對(duì)空間的形態(tài)進(jìn)行分析和研究，同時(shí)還可以控制微生物的發(fā)酵過程，這種做法既保證了微生物發(fā)酵的效果，也對(duì)復(fù)雜的工作流程進(jìn)行了優(yōu)化控制。而工作人員也應(yīng)該重視極大值原理在傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程中除了發(fā)揮控制作用以外，只能夠進(jìn)行優(yōu)化控制曲線的描繪。一旦遇到了比較復(fù)雜的外界因素，極大值原理對(duì)于傳統(tǒng)微生物發(fā)酵過程的控制就會(huì)被忽略。所以作為在一線工作的微生物發(fā)酵單位的人員，應(yīng)該意識(shí)到極大值原理的重要性和必要性，并且以實(shí)踐為基礎(chǔ)，對(duì)極大值原理進(jìn)行分析研究，從而能夠?qū)崿F(xiàn)通過里變量方式對(duì)傳統(tǒng)微生物發(fā)酵過程的控制，最終達(dá)到傳統(tǒng)微生物的發(fā)酵過程的控制和優(yōu)化。對(duì)于極大值原理的分析和應(yīng)用，能夠最大程度的對(duì)微生物發(fā)酵的效果進(jìn)行保障，還能夠有效的控制微生物的發(fā)酵過程。不過以目前的狀況進(jìn)行分析，利用極大值原理對(duì)傳統(tǒng)微生物的發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化控制還沒有達(dá)到最理想的效果，在準(zhǔn)確度和簡(jiǎn)易性方面仍然存在著相關(guān)的誤差，所以工作人員需要對(duì)這些誤差引起重視，對(duì)于極大值原理在微生物發(fā)酵過程中應(yīng)用都要進(jìn)行創(chuàng)新的研究與分析[2]。

（二）利用非線性系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)微生物的發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化控制

在二十世紀(jì)六十年代提出了非線性系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)是幾何理論領(lǐng)域的重要組成部分之一，而在微生物領(lǐng)域，非線性系統(tǒng)也面臨著全新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。利用非線性系統(tǒng)能夠?qū)鹘y(tǒng)的微生物的發(fā)酵工程進(jìn)行控制和優(yōu)化，在這個(gè)過程中除了對(duì)微生物發(fā)酵過程的穩(wěn)定性進(jìn)行了加強(qiáng)之外，還使微生物的發(fā)酵能夠得到更廣泛的應(yīng)用。將非線性系統(tǒng)運(yùn)用到微生物的發(fā)酵當(dāng)中來，能夠幫助工作人員建立有效的空間模型，同時(shí)通過微分的方式，幫助實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵過程的優(yōu)化控制的目標(biāo)，從而全方位的對(duì)微生物發(fā)酵過程中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行展示。非線性系統(tǒng)在傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程中的運(yùn)用，確實(shí)可以對(duì)微生物的發(fā)酵進(jìn)行優(yōu)化控制，但是工作人員還需要認(rèn)識(shí)到如果想要實(shí)現(xiàn)非線性系統(tǒng)在微生物發(fā)酵過程中的作用，就要保證非線性系統(tǒng)的有效性，只有有效的非線性系統(tǒng)才能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而對(duì)微生物的發(fā)酵過程進(jìn)行一定的優(yōu)化控制，從而提高微生物發(fā)酵過程的質(zhì)量[3]。

三、結(jié)束語(yǔ)

由上述可以得知，本文對(duì)于微生物發(fā)酵單位的優(yōu)化控制模型建構(gòu)首先進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并且由此提出了相關(guān)的優(yōu)化控制的措施。在微生物的發(fā)酵過程中，其流程具有一定的復(fù)雜性，因此在對(duì)微生物的發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化控制的時(shí)候，首先就要對(duì)微生物發(fā)酵過程中構(gòu)建的模型有一定的了解，對(duì)此進(jìn)行比較全面的研究分析，這樣才能夠確保微生物的發(fā)酵單位質(zhì)量的保障。而除此以外，工作人員也應(yīng)該對(duì)微生物發(fā)酵過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重視和檢查，這樣才對(duì)微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性和適應(yīng)性進(jìn)行保證，提高微生物發(fā)酵的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱向東.微生物發(fā)酵工藝優(yōu)化研究進(jìn)展[J].化工管理，2019 （16）：202+205

[2]貝泓涵.一類微生物發(fā)酵中反饋?zhàn)顑?yōu)控制問題研究[D].大連理工大學(xué)，2019

[3]劉凱，提高微生物發(fā)酵單位的新優(yōu)化控制策略[J]山東工業(yè)技術(shù)，2018 （01）：224.