FUS-50L(A)全自動發(fā)酵罐發(fā)酵過程是高度非線性復(fù)雜系統(tǒng)，以活細(xì)胞為對象的生物反應(yīng)器中是多尺度的，即基因分子遺傳、細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)和反應(yīng)器工程特性三個尺度上相互作用、相互影響。為此提出了微生物過程多尺度優(yōu)化原理。根據(jù)活細(xì)胞為主體的微生物發(fā)酵過程中基因分子尺度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞代謝尺度的網(wǎng)絡(luò)與生物反應(yīng)器系統(tǒng)多尺度的宏觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，提出了跨尺度測量的多參數(shù)相關(guān)分析與控制方法。從生物反應(yīng)器多尺度的物料流、能量流變化和基因尺度信息流的變化分析細(xì)胞代謝尺度的變化，研究他們之間的關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨尺度控制的發(fā)酵過程優(yōu)化。
FUS-50L(A)全自動發(fā)酵罐傳統(tǒng)的發(fā)酵過程優(yōu)化起源于化學(xué)工程，僅僅注重環(huán)境變量，例如：溫度、pH、攪拌速率等等，因此，市場上大多數(shù)小試反應(yīng)器也僅僅配備了溫度、pH、DO、轉(zhuǎn)速傳感器。而我們的反應(yīng)器在此基礎(chǔ)上配備了質(zhì)量流量計(jì)、發(fā)酵液量稱重、補(bǔ)料稱，并且把尾氣分析儀作為*配置，目的就是為了得到發(fā)酵過程中的速率參數(shù)，例如OUR（單位發(fā)酵液氧氣消耗速率）、CER（單位發(fā)酵液二氧化碳釋放速率）以及各種補(bǔ)料速率、補(bǔ)堿速率等。這些參數(shù)能反應(yīng)出發(fā)酵液中微生物的生理狀態(tài)，因此，這些參數(shù)我們一般稱之為生理代謝參數(shù)。FUS-50L(A)標(biāo)配5個電極接口，除了溫度、pH和溶氧電極以外，還可以選配活細(xì)胞量電極、濁度電極、CO2電極、電導(dǎo)電極、ORP電極等。如果用戶配備了活細(xì)胞量傳感器或者濁度電極，軟件可以進(jìn)一步計(jì)算出比速率，比速率真正的反應(yīng)出單個微生物的生理狀態(tài)。例如我們經(jīng)常提到的比生長速率就是一個比速率，與之相似的還是比氧氣消耗速率、比CO2生成速率、比葡萄糖消耗速率、比產(chǎn)物合成速率等等。只有了解并獲取到這些關(guān)鍵參數(shù)，才能真正的理性指導(dǎo)發(fā)酵過程的優(yōu)化和放大。利用這一套設(shè)備，多次實(shí)現(xiàn)了從50L到生產(chǎn)的一步放大。