大规模加工工程的发展史存在一种规则或“认识曲线”(Malpas，1978)。“认识曲线” 的开端是发现反应系统，其后则是通过下述三种主要活动范围而显现特性的。
①规模经济，通过使用较大的工艺过程单位使某些工厂的产量增加，成本降低;
②过程强化，即在保持性能的条件下，缩小单个工艺过程单元的尺寸;
③找出一种可替代的反应系统，按照此系统，可反复地进行循环。
对于工艺过程强化所作的推动，已被公认为是大规模工艺过程不断发展的一种强有 力的因子。
工艺过程强化的成功是需耗用研究和发展的时间及费用的，因此需要极其仔细地选 定目标，再配合好的指导，再在有创建和专注的研究上作努力。
不增加装备繁复程度的工艺过程强化，需要利用流体力学现象，以解决一些工艺过程 工程问题，即生物量回收以及生物量和液相的接触，保留生物量和控制生物量等。固定化 生物量和流化床生物反应器是满足其中某些需要的技术发展实例。
表7-4罗列的是生物反应器和生物量回收过程方面的一览表，如果能达到表中所列 出的条件，将会对过程强化作出显著贡献。
表7-4 引起反应器强化的范围
| 技 术 改 进 | 好 处 | |||||
| 提高容积
效 率 |
缩减反应
器尺寸 |
改善分离
过程(细胞/ 产物/液体) |
减少总过
程的罐数 |
提高设
计容量 |
提高设计
机动性 |
|
| 增加生物量浓度(持留) | √ | √ | √ | √ | — | — |
| 预定生物量浓度(持留) | — | — | — | — | √ | √ |
| 生物量浓度(持留)不依赖于过程产量 | √ | √ | — | √ | √ | √ |
| 预定生物量大小和形状 | — | — | — | — | √ | √ |
| 改善生物量回收 | — | — | √ | √ | √ | √ |
| 改善产率系数 | √ | √ | √ | — | — | — |
| 生物量/淤泥年龄不依赖于过程产量 | — | — | — | √ | √ | √ |
| 单一反应器中由于环境和物种的局部
改变造成多重反应 |
√ | √ | — | √ | — | √ |
| 通过流态相的稀释，去悬浮水溶液特
征，特别是黏度所致的保留 |
√ | √ | — | — | √ | √ |