發酵首先被識別并用于大規模細胞培養。 發酵技術在醫藥，輕工，食品，農業，環保等領域的廣泛應用，使該技術在國民經濟發展中發揮著日益重要的作用。

為了提高發酵生產水平，首先要考慮菌種的選育或基因工程的建設。 事實上，優化發酵過程，包括生物反應器中的工程問題，也是很重要的。

發酵環境條件的優化是發酵過程中***基本的要求，也是掌握***重要、***困難的技術指標。 根據不同發酵情況，對溫度、pH值、溶解氧、攪拌速度、氨離子、金屬離子、養分濃度等進行了優化控制。同時，微生物可能對不同生長階段的環境條件和不同時期的代謝產物的產生有不同的要求。 因此，在生物反應器中應不斷改變溫度、pH值、溶解氧、攪拌速度等，為提高目標產物的收率提供***的環境條件。唐山發酵設備。

在發酵放大實驗中，我們通常非常注意尋找***的培養基配方和溫度、pH值、溶解氧等***參數，但往往忽略了細胞代謝流的變化。 例如：在溶解氧濃度的測量和控制中，關注的是***氧濃度或其臨界值，而不關注細胞代謝過程中的攝氧量；在用氨水調節pH值時，關注的是***值，但不關注添加氨水時的動態變化及其與發酵過程其他參數的關系，這對細胞生長和代謝很重要。生物機械設備。

超聲波的作用機理分為熱作用，空化作用和機械傳質作用。 熱作用是超聲波的能量被介質吸收，介質溫度升高的現象。 可用于酶的滅菌或滅活。 空化是當超聲波在介質中傳播時，液體中分子的平均距離隨分子的振動而變化。空化（空化）是當它超過維持液體作用的臨界分子間距時形成的。液泡能產生瞬間的高溫高壓，產生強大的沖擊波或射線流，足以改變細胞壁膜結構，使細胞內外發生物質交換。發酵罐的機械傳質作用是當超聲波在培養基中傳播時，培養基顆粒進入振動狀態，加速發酵液的傳質，超聲波可廣泛應用于生物發酵工程中。 超聲不同頻率和強度對發酵過程的影響不同，應根據具體的發酵過程和條件選擇。 增加前體的合成，增加目標產物前體的合成或直接添加目標產物的前體，有利于目標產物的積累。 例如，在氨基酸的發酵中，前體通常被添加到微生物的培養中以產生氨基酸；在花生四烯酸的發酵中，可以通過增加前體或增強葡萄糖代謝來改善花生四烯酸的生產。 在此基礎上，華東理工大學張思亮提出了“以細胞代謝流分析和控制為核心的發酵工程”的觀點”。 他認為，必須高度重視細胞代謝流分布變化的現象，研究細胞代謝物質流與生物反應器物質流變化的相關性，高度重視細胞生長變化，從生長變化中盡可能多地進行實用價值分析，進一步建立細胞生長變量與生物反應器和環境變量的操作變量之間的關系，以有效控制細胞代謝流，優化發酵過程。 采用fed分批發酵技術，可有效降低發酵過程中因培養基粘度增加，降解產物抑制和底物反饋抑制而產生的傳質效率，控制代謝方向，延長產物合成周期，增加代謝產物積累。所需營養限度的補充經常被用來控制缺乏營養的突變菌株，以***限度地積累代謝物。 在氨基酸發酵中，這種飼料分批技術是實現精確代謝調節的***常用方法。 超聲的應用具有較強的生物學效應。 可應用于發酵過程的三個階段：上游，中游和下游。 其在發酵技術中的應用可以增加細胞膜的通透性和選擇性，促進酶的變性或分泌，增強細胞代謝過程，從而縮短發酵時間，改善生物反應條件，提高生物制品的質量和產量。去除代謝末端產物，改變細胞膜的通透性，快速、連續地排出屬于反饋控制因子的末端產物，以防止末端產物積累到可引起反饋調節的濃度。 有許多方法可以優化發酵過程，這些方法不是孤立的，而是相互關聯的。 在一種發酵中，往往是多種優化方法的結合。 目的是控制發酵，根據我們自己的設計生產更多更好的產品。