在科学技术不断进步与发展的背景之下，发酵技术也取得较为明显的成就。通过人为的手段实现对微生物的改造与控制，即可说明发酵技术取得的进步。在现代生物技术当中，现代发酵工程占据重要位置，是其相当重要的组成部分，其前景与空间相当广阔。因此，针对生物发酵工程中温度控制技术展开的探究具有十分重要的现实意义。相关部门以及工作人员必须提高对温度控制技术的重视程度，在不断深化与探究的同时，促使其充分发挥自身作用。
一、发酵工程的构成与特征
上游工程、中游工程以及下游工程是构成完整发酵工程的三个主要内容。其中最为重要的部分为中游工程，中游工程与企业效益之间存在不可分割的密切联系，可以说是直接影响到企业经营效益的高低。精确控制发酵罐内的物理以及化学条件，是逐步实现生物发酵工程高产出目的的重要前提，并在原有基础上不断降低投入成本。微生物细胞可在此种背景下达到一种最佳的状态，充分发挥自身性能，在生产过程当中尽可能产出大量的产物。发酵工程与多项参数之间都有所联系，其中主要涉及到温度、压力、PH值以及溶氧等，也就是说需要从上述内容着手，实现对发酵工程的科学控制。
二、温度对发酵的影响
温度对发酵过程的影响我在多个方面进行集中体现，我们主要将其总结为以下几点，并进行仔细分析。
1.反应速度
酶的反应速度会受到多种客观因素的影响，其中就包括温度，各种酶的反应速度都有温度之间存在密切联系。通过对酶促反应的动力学进行分析后可以发现，在温度不断提升的同时，酶的反应速度也有所提升，不断增加的呼吸强度提升细胞生长繁殖速度的主要原因。酶的失活速度会受到温度上升的影响逐渐变大，缩短衰老时间，因此发酵周期会不断下降，这对生产工作的顺利开展有消极影响。
2.改变菌体代谢物的合成方向
例如，在四环类抗生素发酵中，金色链丝菌能同时产生四环素和金霉素，在30℃时，它合成金霉素的能力较强，随着温度的升高，合成四环素的比例提高。当温度超过35℃时，金霉素的合成几乎停止，只产生四环素。
3.影响微生物的代谢调控机制
除这些影响外，温度还对发酵液的理化性质产生影响。例如，发酵液的粘度、基质和氧在发酵液中的溶解速度和传递效率，某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。
三、温度控制方案
发酵罐的温度控制最大的特点就是滞后性相当严重，这给我们的控制带来不小难度，使用标准的PID控制已经很难满足要求。
1.模糊控制方案
控制方案就是根据实际的输入输出的数据参考现场运行人员的操作经验来实现对温度的控制，简单来讲就是将人工控制温度的一种操作规则用程序来实现。实际应用中，该方案也实现很好的控制效果。所谓模糊控制技术，是指采用模糊集合理论和模糊逻辑，同传统的控制理论相结合，模拟人的思考方式，对难以建立数学模型的对象实施的一种控制方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法能够很好的利用专家知识或者操作人员的经验，是将专家语言信息转化为控制策略的一种控制方式，能够对反应过程复杂、模型不精确的控制系统进行控制。经过多年的研究，将模糊控制和智能控制结起来研究是十年来模糊控制系统研究的一个热点领域。其思想的综合领用模糊控制理论可以表达专家语言经验知识的特点，设计出具有从环境自适应，能逐步提高控制品质的智能控制器。同时模糊控制技术目前还存在主很多的难题，模糊控制理论还不是很完善，这就亟需科研工作者加大对模糊控制算法的改进，随着科学技术的发展，模糊控制将有一个长足的发展。
2.PID串级控制方案
PID串级控制，避免了单回路PID控制的缺点。它有两个被控变量，罐内物料的温度是主被控变量，夹套温度是负被控变量，冷冻水流为操纵变量，该方案在控制罐内温度的同时也会控制夹套的温度，不会使两者的温差变得很大，从而避免了温度降低过头的情况。在实际应用中取得了很好的效果，应用也比较广泛。当然，该方案还可以根据实际需求做出相应的优化，例如采用双回路或是多回路温度传感器来实现温度的精确测量，从而提高温度调节精度。
3.Deltav系统
网络构架灵活、简洁、点对点通讯能够有效地分散风险，所有网络节点间可实现即插即用，大大减少了工作量和维护时间。Deltav硬件灵活可靠、采用冗余网络、电源、CPU、卡件等，并可实现在线扩展。Deltav软件易学、易用、操作界面更加人性化，AMS智能设备管理可实现对设备的远程组态、调试诊断、监控，实现对可预测性维护。Deltav控制系统中包含了多种先进的控制方式：PID串级控制，分程控制模糊控制，批量控制等。
4.罗蒙斯特一体式温度变送器
可靠、稳定、精度高，并带有Hart通讯协议，配合Deltav和AMS系统使用能够实现对仪表的组态调试、诊断、监控、大幅度提高系统的可靠性，确保生产过程的可持续性。
当然还有其他的控制方案可以实现比较好的发酵罐温度控制，这里就不一一介绍，上述温度控制方案已经在发酵生产中运用的很成熟，能够实现现阶段发酵生产对温度控制的需求。当然在生物发酵领域还有其他重要的控制参数，比如PH、溶氧等，我们也都有比较成熟的控制解决方案，实现对整个发酵过程中关键、物理化学参数的精确控制，实现产品品质和生产效率的提高。
结语：生物发酵领域在不断发展与进步的同时，对产品品质以及生产效率提出越来越高的要求，尤其是要深化对工业自动化的理解。也就是说生物发酵行业在实际生产时会对上述方案以及各种控制制度进行科学应用，这是顺应时代发展潮流的一种直观体现。从宏观角度来说，对社会以及经济的发展有积极意义，对于生物发酵行业本身来说也是更进一步的重要前提。
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论文作者:王鑫
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第2期
论文发表时间:2019/3/13
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