流程模拟技术是工艺技术、工程技术和计算机技术互为融合的一门新技术。使用该项技术可以从整个系统的角度模拟构建整套生产过程装置，从细微的细节入手完善生产过程操作设置，方便人们更好地认识、分析生产过程，预测过程中可能产生的问题，从而节省由实验探索最佳工艺工况条件所耗费的大量人力、物力，有效进行优化装置、剖析流程、优化生产条件和提高产量。发酵过程既涉及生物工程和化工工程，又要考虑生物成长过程中的稳定性、适应性和工艺条件等。借助流程模拟技术可以让人们在虚拟环境中通过选定合适的装置、建立数学模型等方式来模拟发酵的真实工艺过程及对其的操作与控制；提供反复进行工程实践的机会帮助人们建立工程意识，深入了解发酵的工艺工况及提高处理实际发酵过程问题的能力。本文应用流程模拟软件UniSim DesignR400对某发酵车间实验室150L青霉素发酵装置进行模拟运行。主要工作如下：（1）研究青霉素发酵工艺原理、流程，确定青霉素发酵结构图，结合发酵生产的测控要求，确定青霉素发酵中的工艺要求，为搭建青霉素发酵工艺流程图提供依据。（2）针对UniSim Design R400模拟软件不自带发酵数学模型的问题，采用引力搜索算法寻找模型最优参数的方法，结合关于菌体、产物、底物和体积的非构造式动力学模型的形式，确定描述青霉素发酵的数学模型。（3）结合实际工厂设备情况，利用流程模拟软件对发酵装置进行设备选型和尺寸估算，初步设计各设备（主要是阀门、管道和发酵罐）尺寸。在动态模拟环境中，针对模拟运行中输入输出口物料情况，对各设备参数进一步进行调整，结合现实设备情况，确定各设备尺寸。（4）搭建青霉素发酵工艺流程图（Process flow diagram, PFD），根据序贯模块法的思想建立初始化模块、补料培养基模块和发酵罐模块；根据联立方程法的思想，导入数学模型，模拟青霉素发酵过程。并通过将目标值的流程模拟数据与样本数据进行比较，验证流程模拟技术在发酵过程中使用的可行性。（5）通过改变初始条件、设置设备故障、实施不同控制策略等方式进一步研究青霉素发酵工况。针对青霉素发酵模型参数，采用引力搜索算法进行寻优估计，进一步简化了青霉素发酵模型。青霉素发酵流程模拟中菌体、底物和产物等目标值的变化趋势与在实际生产实验中的情况基本吻合，这就表示利用流程模拟软件能够真实模拟青霉素发酵过程。对已搭建好的青霉素发酵PFD做进一步工况研究，方便人们预测实际实验或生产中可能遇到的问题，帮助应对生产突发状况，提高对发酵系统的控制能力。