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對(duì)發(fā)酵罐環(huán)境的準(zhǔn)確控制和擴(kuò)大發(fā)酵工藝家們?cè)噲D通過對(duì)發(fā)酵罐環(huán)境的準(zhǔn)確控制來達(dá)到 培養(yǎng)潛力的最大限度，可是究竟什么樣的環(huán)境條件才能得到 生物或產(chǎn)物的最佳產(chǎn)量還缺乏了解。為了充分了解和控制某 一發(fā)醉過程，知道該發(fā)酵過程每一瞬時(shí)的狀態(tài)是必要的，并 且還需要知道生物對(duì)這一套能測(cè)定出來的環(huán)境條件如何反 應(yīng)。過程的最佳化需要準(zhǔn)確的和迅速反饋的調(diào)控。將來，計(jì) 算機(jī)會(huì)是大多數(shù)發(fā)酵過程的不可分割的部分，但是目前還缺 少非常靈敏的探測(cè)器。這些探側(cè)器應(yīng)能對(duì)發(fā)醉過程中的化學(xué) 成分進(jìn)行追蹤分析。 發(fā)酵通常分為三個(gè)階段或三種規(guī)模。在第一階段中是用 簡(jiǎn)單的微生物學(xué)技術(shù)，例如平皿，錐形瓶等，來完成基本的 篩選程序，接下去是中間試驗(yàn)，以確定容積為5-200升時(shí) 的最佳操作條件。最后的階段是轉(zhuǎn)向工廣規(guī)模的研究，以研 究如何實(shí)現(xiàn)最終的經(jīng)濟(jì)效益。
生物工程專家們的目標(biāo)是在上述所有階段中為反應(yīng)過程 保持最佳的環(huán)境條件。這些環(huán)境條件既涉及化學(xué)因素(底物 濃度等)也涉及物理因素(物質(zhì)轉(zhuǎn)移能力，混合能力，能量 消耗等)。當(dāng)從一種規(guī)模擴(kuò)大為另一種規(guī)模時(shí)，物理因子尤 其是最重要的問題。