拉曼在线分析仪实时过程监控，提高工业发酵的品质效率和收益

生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分，发酵过程中，微生物利用碳水化合物发酵生产各种工业溶剂和化工原料。乙醇、丙酮-丁醇、丁醇-异丙醇、丙酮-乙醇、2,3-丁二醇和甘油发酵是微生物进行溶剂发酵的几种形式。

传统乙醇发酵（酒精发酵）是以淀粉和糖蜜做原料，酿酒酵母作发酵菌种的发酵方式，利用发酵菌种发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖生产乙醇。中国乙醇发酵工业主要以甘薯为原料，用含高淀粉酶活性曲霉制成的固体曲或液体曲糖化，以优良酿酒酵母发酵，乙醇产率为淀粉的92%以上。

用可动酵单胞菌进行乙醇发酵比用酵母优越，表现为高糖利用率、高乙醇生产率、耐高浓度糖和乙醇、低能量消耗、乙醇产率接近理论数字等。酵母菌和酵单胞菌也能发酵果糖产生乙醇。乳制品工业的副产品乳清含乳糖5%，工业上已利用乳胞壁克氏酵母或热带假丝酵母发酵乳糖产生乙醇。纤维素是廉价的碳水化合物。有些盛产木材的国家，早已在工业中采用将纤维素经酸水解成单糖后发酵生产乙醇的方法。一类发酵是用纤维素酶和酵母菌或好热纤维梭菌混合发酵用碱处理过的纤维素，使酶水解生成的糖立即被发酵成乙醇；另一类发酵是不经酶水解糖化，用好热纤维梭菌和解糖梭菌在55℃混合发酵不经碱处理的纤维素，好热纤维梭菌产生乙醇、乙酸和木糖，解糖梭菌将生成的木糖再发酵成乙醇。白色瘤胃球菌也曾用于纤维素的直接发酵。

近年生物合成技术的发展已可利用乙醇梭菌将工业废气中的CO发酵合成转化为工业用乙醇及蛋白质。据测算，中国每年至少可产生约1.2万亿立方米富含CO的工业尾气，如将20%的工业尾气采用生物发酵技术进行高效清洁利用，可年产乙醇2000万吨，乙醇梭菌蛋白200万吨【1】，该技术开辟了一条非传统动植物资源生产蛋白的新途径，为减排一氧化碳，保护环境，节省耕地提供新的助力。

拉曼技术以其优越的分子结构指纹谱分析性能，是一功能极强的实时在线过程分析技术，可用于整个生物发酵生产乙醇的过程的监测控制，实时在线监测发酵过程中间物料成分的变化，包括如葡萄糖，果糖，脂类，氨基酸，乙醇等含量的变化，可以根据在线测试数据和补料策略提供全自动的补料反馈控制，调节生产条件，从而达到提高主要关心产物如乙醇的产量，节约人工，降低成本，帮助实现高效，经济的全自动化生产。