发酵工程设计是一个复杂的过程，涉及多个学科领域的知识。在发酵工程设计中，需要注意以下几个方面，以下将详细说明，并辅以案例进行阐述。
一、原料选择与处理
案例：啤酒生产中，原料主要是麦芽、啤酒花、水和酵母。在发酵工程设计时，需选择优质的麦芽和啤酒花，并对原料进行适当的预处理，如破碎、浸泡和蒸煮，以提供充足的养分和适宜的环境供酵母发酵。
- 注意事项： （1）发酵罐选型：根据发酵产品的类型和生产规模，选择合适的发酵罐。 （2）发酵罐材质：发酵罐材质需满足卫生、耐腐蚀、强度高等要求。 （3）发酵罐结构：发酵罐应具备良好的搅拌、冷却、加热等功能。
案例：葡萄酒生产中，发酵罐通常选用不锈钢材质，具有良好的卫生性能和耐腐蚀性。发酵罐结构应具备搅拌功能，以保持酵母与葡萄汁的充分接触，提高发酵效率。
- 注意事项： （1）温度控制：发酵过程中，温度对酵母活性有很大影响，需严格控制发酵温度。 （2）pH值控制：发酵过程中，pH值对酵母生长和代谢产物有重要影响，需保持适宜的pH值。 （3）溶氧控制：发酵过程中，溶氧对酵母生长和发酵速度有影响，需适当控制溶氧。
案例：在抗生素生产中，发酵温度、pH值和溶氧等参数对发酵效果至关重要。通过优化这些参数，可以提高抗生素的产量和纯度。
四、发酵过程控制与监测
- 注意事项： （1）在线监测：发酵过程中，实时监测发酵罐内的温度、pH值、溶氧等参数，及时调整。 （2）数据分析：对发酵过程中的数据进行收集和分析，以指导生产。 （3）故障预警：发现发酵过程中的异常情况，及时采取措施，防止发酵失败。
案例：在生物制药领域，发酵过程中的实时监测和数据分析对于确保产品质量和产量具有重要意义。通过故障预警系统，可以及时发现并处理发酵过程中的问题。
五、环保与安全
案例：在淀粉糖发酵生产过程中，废水处理是关键环节。通过采用先进的废水处理技术，可以实现对废水的有效处理，降低对环境的影响。
总之，在发酵工程设计中，需综合考虑原料选择与处理、发酵设备选型与设计、发酵工艺参数优化、发酵过程控制与监测以及环保与安全等多方面因素，以确保发酵过程的高效、稳定和安全。