正在进行时--发酵工艺控制要述

zjl502

孤城老师新年快乐！:hua:

叶赫娜兰孤城

　　　第六讲，预备课----发酵液性质
　　　目录如下：

2研发部分
2.1研发的核心是发酵过程工程
　　　备注：安排2-3课时，因为是技术核心，重中之重；故最多可增至每次5-6课时。每遍重复，逐次加深。
　　　
　　　第六讲，预备课----发酵液性质
　　　第七讲，曲线的构成（第一部分）
　　　
2.1.1曲线构成
2.1.1.1在曲线构成上看工程需要精度还是准度

      第八讲，曲线构成（第二部分）

2.1.1.2同一过程条件重复对曲线索取的意义

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第六讲，发酵液的性质
　　下面进入研发部分。
　　在这一部分的核心，是发酵液的性质所决定的和影响的检测值，进而由检测值构成的数据和曲线被影响。
　　其中，检测值中有很多曲线，更有大量信息是“隐性”存在的。比如说，产量（或产物浓度，简称效价）是显性数据，其曲线是随时间上升的，但是，与之相对应的，假定总产量潜能是固定值（其实一般也是固定值），则产物潜能（残留产能）是准隐性的。我们用假定或预估最大潜能减去效价，绘制总残留效价潜能曲线，曲线就是下降的，和糖氮磷的浓度曲线与补料曲线保持一致----随时间下降。
　　这样通过对一个准隐性数据的显性化，使显性化曲线容易与其它曲线产生关系就更容易一些。
　　另一个显性化例子是所有数据的误差随时间变化，误差增大不可以在单一曲线上表现，但是误差变化会体现在多条曲线共同分析上----曲线相关性会变弱。这样，粘度就在数据上体现了---这也是一种显性化。
　　不过这个显性化和潜能显性化是不同的，潜能是一个存在但不确定的，或，甚至于是“半存在”的，被描述才存在的量。就像“美”----美，有美得程度，美不美，有多美，可以比，但是，你就不可能有一个确定的“美度”，甚至美是什么，它的所谓物质基础在哪儿，都是不确定的，是一个被描述了才有的“半存在”。而粘度，是确定的，被隐藏在数据中的真实的存在，所以，在显性化中，是存有三种不同的被显性化的目标的，或，三种可以显性化的隐性数据：

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　　1，纯隐性数据----它可以被传统哲学观点看做是并不存在但却在实实在在起作用的，如安全度描述
　　2，半隐形数据---他可以被传统哲学观点描述也可以不描述，如效价潜力曲线
　　3，显性被隐化数据----如粘度在曲线关系上的体现
　　之所以可以进行隐性数据的显性化，关键依据是有两个。
　　第一，由于复杂的存在，而且，复杂系的性质就是“结构”，则结构构成后，必然有可以描述 的隐性度量，二这个隐性化可度量的量，实际上，由于“所有一切都是最大母体系的子体系”，而任意子体系外延是不确定的，唯一确定外延就是最大母体系，所以，隐性度量显性化时，只要相关，则可度量的量，是允许“任意”选取的----当然，这个任意，一点也不任意----必须保证方便。
　　第二，最大母体系是保有万象具足圆满的，结构守恒的----在隐形和显性全部考虑的情况下，而所有子体系，都具有对最大母体系的模拟性（依据全息性原则），那么，子体系欠缺的部分（比如。恶其实就是欠缺，是善不完全的部分，但是，恶也通过恶念来传播自己----其实，恶虽然是欠缺，但是恶成为恶念，这个恶念的实质，它的“念”的实质，还是善的----谭壮飞解释“存天理灭人欲”时讲，人欲就是天理，也也即此意），也会表现为生长发育等对最大母体系的模拟，则，就可以把这个欠缺量化出来，供工程人员分析了。

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　　那下面，我们看一下发酵液的物理化学构成。
　　谈到发酵液，我们会遇到还是一个老生常谈的问题，就是“发酵液是非牛顿流体”，为什么这么说，这意味着什么呢？首先，发酵液是可压缩的，而且它由四相（或六相）以及各相之间的膜系统混合而成，包含有固相（培养基固形物），液相，（溶液），气相（进风产生的气泡），胶体（菌体，气溶胶，液溶胶三种）以及各相之间的膜系统。另外，这几相又是均匀混合，不可分割的。所以，细菌实际上是在这个环境中生长的。当我们取样时，样本一般是不溶于水，而在水面漂浮的。
　　随着发酵进行，发酵液的粘度一般增加。
　　发酵液个组分含量和环境是实时变化的。
　　以上就是发酵液的性质和状态。

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　　但是，事实上发酵过程工程师是不能面对发酵液的，为什么这么说呢？因为，曲线不是直接来自发酵液及其样本---发酵液是4相或6相的，样本也是，但是，数据时不能直接在样本获得的，样本在变成数据前，先要经过样本处理的。处理过程一般是离心，过滤，去除掉固相，气相以及气溶胶，菌体，然后把6相的离心分离后溶液进行检测。
　　那么，发酵过程工程师就必须有觉悟，让自己知道自己面对的并不是真正的发酵液，而仅仅是数据---这个数据时侧面的，片面的，即便在不考虑粘度和预处理对误差的影响，也不考虑检测技法对误差的影响，也应该知道，发酵过程工程师所面对的，不是真实值，而是假值。
　　也即，所有数据的实质都是假的。必须有这个觉悟，这个警觉，才能不被数据上的表面现象所误导。

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　　以上就是发酵液特点，而过程工程不能直接面对发酵液，它面对的是数据，是样本，那么，影响处理后样本的原因有哪些呢？先看一下样本怎么得到的。
　　取样，离心，过滤，得到溶液，这个溶液就是样本。但是，溶液的来源，不仅仅是发酵液中的液相，而是包含有在固形物，气溶胶，液溶胶，菌体表面离心下的液体，以及气液膜破坏后的成分，那么，在样本溶液中所包含的的，影响检测值的因素主要就有：

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　　1，发酵液液相溶液中的粘度和影响监测值的有机物。
　　2，气溶胶中已经对代谢无效的残余底物浓度。
　　3，附着在具体表面，与细胞膜产生关联的可溶有机物---这一部分不应该被放到分析中去的，因为已经看做是菌体一部分，但是它却在离心过程中被甩进/回溶液了。
　　4，同理，固形物表面附着物。
　　5，死菌体被甩出的可溶内容物。

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　　以上5方面，在分析中一般被放在函数的矫正项里面，简单点说，用经验方程的最简单方式例举，就是
　　f(x)=Ag(x)+B
　　中的AB两项。而构成AB两项的一部分的这5个因素，每一个都不可能通过经验方程或数学计算得到。只能用经验和感觉，设立校正项，而把这些干扰因素归为黑箱之中。
　　这就是在发酵液性质影响下的数据构成。

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　　那么，在下面曲线的构成中，就理所当然的引出数据处理的两个方面，一个是参数的选择，主要是方便快捷（对准度和精度的取舍）和隐性数据显性化技巧。另一个是参数分析技巧---其实汗是一回事，在两个方面侧重，或，在两个方面展开讲就是了。
　　此讲至此，下课。