提高微生物發(fā)酵單位的新優(yōu)化控制策略

黃留琴

摘要：對于微生物發(fā)酵的過程進行控制和優(yōu)化，能夠提高微生物發(fā)酵的經(jīng)濟利益和發(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，對于菌種選擇特別重視。但是近幾年由于我國科學技術(shù)和生物信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對微生物發(fā)酵領(lǐng)域開展了相關(guān)的研發(fā)工作，并對微生物發(fā)酵的過程進行了優(yōu)化。本文對微生物發(fā)酵的優(yōu)化進行研究，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、食品等多個工業(yè)領(lǐng)域都會涉及到微生物發(fā)酵，因此它和人民的日常生活及社會經(jīng)濟的發(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，為了提高發(fā)酵單位，降低生產(chǎn)的成本，那么對微生物法家過程進行優(yōu)化控制就非常重要了。在對微生物進行發(fā)酵過程優(yōu)化控制的時候，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，而不看重技術(shù)優(yōu)化。長期下來，微生物發(fā)酵過程缺乏科學性，也會導致微生物發(fā)酵單位的經(jīng)濟效率和產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。所以，對微生物發(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）機理模型后見分析

在微生物發(fā)酵的過程中，機理模型是非常重要的組成部分，其利用了生物學公式，從基因尺度的層面來對機理模型進行構(gòu)建，其主要的方法是根據(jù)固定的公式來對微生物發(fā)酵過程中的參數(shù)值進行確定。我國一些生物學研究者，也對微生物發(fā)酵的過程進行了比較具體的研究和分析，在這個過程中，關(guān)于微生物發(fā)酵的本質(zhì)的認識也有一些改變，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，對于微生物發(fā)酵的模型也進行了建構(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)庫從而進行數(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)。機理模型的構(gòu)建也包含了以上的特點，但是由于微生物發(fā)酵的特殊性和復雜性，機理模型不能夠進行微生物的整個發(fā)酵過程，得不到發(fā)揮的平臺，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

研究人員在進行黑箱模型的構(gòu)建時，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)定性和較強的適應性。而在最小二乘的基礎(chǔ)上進行黑箱模型構(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)驗和優(yōu)點，同時還對微生物發(fā)酵過程的操作流程進行了簡化，與此同時還增加了不少功能，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，在進行黑箱模型構(gòu)建的過程中，通過非線性函數(shù)來進行構(gòu)建，能夠?qū)πl(wèi)生發(fā)酵的穩(wěn)定性和適應性進行加強[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，對傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程進行優(yōu)化控制

工作人員在進行微生物發(fā)酵的時候，要始終貫徹極大值原理，與此同時還要在極大值原理的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程進行優(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空間的形態(tài)進行分析和研究，同時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，也對復雜的工作流程進行了優(yōu)化控制。而工作人員也應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，只能夠進行優(yōu)化控制曲線的描繪。一旦遇到了比較復雜的外界因素，極大值原理對于傳統(tǒng)微生物發(fā)酵過程的控制就會被忽略。所以作為在一線工作的微生物發(fā)酵單位的人員，應該意識到極大值原理的重要性和必要性，并且以實踐為基礎(chǔ)，對極大值原理進行分析研究，從而能夠?qū)崿F(xiàn)通過里變量方式對傳統(tǒng)微生物發(fā)酵過程的控制，最終達到傳統(tǒng)微生物的發(fā)酵過程的控制和優(yōu)化。對于極大值原理的分析和應用，能夠最大程度的對微生物發(fā)酵的效果進行保障，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行分析，利用極大值原理對傳統(tǒng)微生物的發(fā)酵過程進行優(yōu)化控制還沒有達到最理想的效果，在準確度和簡易性方面仍然存在著相關(guān)的誤差，所以工作人員需要對這些誤差引起重視，對于極大值原理在微生物發(fā)酵過程中應用都要進行創(chuàng)新的研究與分析[2]。

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

在二十世紀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)酵工程進行控制和優(yōu)化，在這個過程中除了對微生物發(fā)酵過程的穩(wěn)定性進行了加強之外，還使微生物的發(fā)酵能夠得到更廣泛的應用。將非線性系統(tǒng)運用到微生物的發(fā)酵當中來，能夠幫助工作人員建立有效的空間模型，同時通過微分的方式，幫助實現(xiàn)微生物發(fā)酵過程的優(yōu)化控制的目標，從而全方位的對微生物發(fā)酵過程中的優(yōu)勢進行展示。非線性系統(tǒng)在傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程中的運用，確實可以對微生物的發(fā)酵進行優(yōu)化控制，但是工作人員還需要認識到如果想要實現(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)才能夠進行轉(zhuǎn)換從而對微生物的發(fā)酵過程進行一定的優(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

由上述可以得知，本文對于微生物發(fā)酵單位的優(yōu)化控制模型建構(gòu)首先進行了簡單的分析，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雜性，因此在對微生物的發(fā)酵過程進行優(yōu)化控制的時候，首先就要對微生物發(fā)酵過程中構(gòu)建的模型有一定的了解，對此進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，工作人員也應該對微生物發(fā)酵過程中的每一個環(huán)節(jié)進行重視和檢查，這樣才對微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性和適應性進行保證，提高微生物發(fā)酵的工作效率。

參考文獻：

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

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