由于发酵技术对环境污染小，生产效率高，所以发酵技术在食品工业、轻工和化工领域中被广泛应用。随着发酵技术在各行业中的不断深入和拓展，对发酵技术要求越来越高。
传统的发酵工艺难以满足现代生物发酵工程的需要，迫使人们不断改进发酵工艺。迄今,一些物理量如光、电、热、磁等对发酵过程生物学特性(如酶的活性等)的影响,人们已进行了一定的研究且取得了不少成果，近年来由于功率超声设备的普及和发展,超声波对发酵过程的影响引起人们强烈的兴趣和高度的重视。研究表明:合适强度的超声波作用于发酵液,可增加细胞膜的通透性和选择性,促进酶的分泌,增强细胞的代谢过程,从而缩短发酵时间,改善生物反应条件,提高生物产品的质量和产量.由于国内生物反应设备研究和开发的滞后已严重影响生物技术的进一步发展,故利用生化工程的方法,结合声、光、磁等手段研究新型生物反应器和专用设备,籍以提高生物反应的效率,对我国生化工程领域的发展尤显重要。
目前对发酵过程参数的在线检测还缺乏有效的手段,这在一定程度上限制了人们对发酵过程动态特性的了解,也阻止了发酵技术的进一步发展。目前发酵过程中的一些物理化学参数,如罐压、流量、温度、pH值、溶氧等均可在线测量;而一些生化过程参数,如基质浓度、发酵产物的浓度、发酵液的粘度等仍较难实现在线测量。究其原因,主要是缺乏合适的在线测量传感器。近年来利用酶电极和光电技术已取得了一些成果,但在实际应用中仍存在较多问题。利用超声技术对发酵液的浓度和粘度进行动态测量,不仅可以对发酵过程参数进行实时监控,而且可进一步研究发酵过程的动力学机制及发酵液的流变特性,进而科学地指导生物反应器内部结构的设计优化,因此具有重要的理论意义和实际意义。
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