作为发酵工业中游技术核心的发酵过程控制和优化技术，既关系到能否发挥菌种的最大生产能力，又会影响到下游处理的难易程度，在整个发酵过程中是一项承上启下的关键技术。本书作者多年来一直从事发酵过程的在线检测、解析、控制和优化等方面的研究，在借鉴国外的有关最新研究成果和作者自身完成的研究实例的基础上，博采众家之长，写成此书。
全书结合具体的发酵过程实例，分别对发酵过程的解析、控制和优化，特别是在线检测、在线状态预测和模式识别，以及在线控制和最优化控制的技术及方法进行了比较系统详细的介绍，并引入了模糊逻辑推理、人工神经网络模型、代谢网络模型等新型的控制、优化、状态预测以及模式识别等方法和技术。
本书适合于从事发酵工程、生物工程、生物化工、化学工程等相关专业领域研究的科研人员、教师和工程师使用，也可供大专院校相关专业的高年级本科生和研究生参考。

第一章 绪论
第一节 生物过程的特点以及生物过程的操作、控制、优化的基本特征
第二节 生物过程控制和优化的目的及研究内容
第三节 发酵过程控制概论
第四节 发酵过程的状态变量、操作变量和可测量变量
第五节 用于发酵过程控制和优化的各类数学模型
第六节 发酵过程最优化控制方法概论
一、基于非构造式动力学模型的最优化控制方法
二、基于可实时测定的过程输入输出时间序列数据和黑箱模型的最优化控制方法
参考文献
第二章 生物过程参数在线检测技术
第一节 pH的在线测量
一、pH传感器的工作原理
二、pH传感器的使用
第二节 溶氧浓度的在线测量
一、溶氧浓度测量原理
二、溶氧电极
三、溶氧电极的使用
第三节 发酵罐内氧气和二氧化碳分压的测量以及呼吸代谢参数的计算
一、氧分析仪
二、尾气CO分压的检测
三、呼吸代谢参数的计算
第四节 发酵罐内氧气体积传质系数KLa的测量
一、亚硫酸盐氧化法
二、溶氧电极法
三、物料衡算法
四、动态测定法
五、取样极谱法
六、复膜电极测定KLa
第五节 发酵罐内细胞浓度的在线测量和比增殖速率的计算
一、菌体浓度的检测方法及原理
二、在线激光浊度计
第六节 生物传感器在发酵过程检测中的应用
一、生物传感器的类型和结构原理
二、发酵罐基质（葡萄糖等）浓度的在线测量
三、引流分析与控制（FIA）
四、发酵罐器内一级代谢产物（乙醇、有机酸等）浓度的在线测量
参考文献
第三章 发酵过程控制系统和控制设计原理及应用
第一节 过程的状态方程式
第二节 生物过程的典型和基本数学模型
一、生物过程最基本的合成和代谢分解反应
二、生物过程典型的数学模型形式
三、发酵过程的各种得率系数和各种比反应速率的表现形式
四、生物反应器的基本操作方式
五、发酵过程状态方程式在“理想操作点”近旁的线性化
第三节 拉普拉斯变换与反拉普拉斯变换
一、拉普拉斯变换的定义
二、拉普拉斯变换的基本特性以及基本函数的拉普拉斯变换
三、反拉普拉斯变换
四、有理函数的反拉普拉斯变换
五、过程的传递函数GP(s)——线性状态方程式的拉普拉斯函数表现形式
六、过程传递函数的框图和转换
七、过程对于输入变量变化的响应特性
第四节 过程的稳定性分析
……
第四章 发酵过程的最优化控制
第五章 发酵过程的建模和状态预测
第六章 发酵过程的在线自适应控制
第七章 人工智能控制
第八章 利用代谢网络模型的过程控制和优化
第九章 计算机在生化反应过程控制中的应用