連續發酵是指以一定的速度向培養係統內添加新鮮的培養基，同時以相同的速度流出培養液，從而使培養係統內培養液的量維持恒定，使微生物細胞能在近似恒定狀態下生長的微生物發酵培養方式。連續培養又稱連續發酵，它與封閉係統中的分批培養方式相反，是在開放的係統中進行的培養方式。連續發酵大大提高了發酵的生產效率和設備利用率，可達到穩定、高速培養微生物細胞或產生大量代謝產物的目的。連續發酵過程通常又分為單級和多級連續發酵。本節以單級連續發酵為例介紹連續發酵動力學的計量方法。
一、微生物生成動力學
為了描述恒定狀態下恒化器的特性，必須求出細胞和限製性營養物濃度與培養基流速之間關係的方程。利用物料平衡，很容易建立有關的方程。對微生物細胞的衡算，可按下式進行：
流入的細胞-流出的細胞+生長的細胞-死去的細胞＝積累的細胞
如果流出的細胞不回流，則流入細胞項為0。由於連續培養過程可控製細胞不進入死亡期，死亡細胞可忽略不計，故可用式(6-19)來描述。
dXdt=μX-DX(6-19)
當連續發酵達到穩態時，細胞濃度是個常數，即此時dXdt=0，根據式（6-19），
μX=DX,μ=D
這說明，當連續發酵達到穩態時，比生長速率等於稀釋率，即比生長速率受到稀釋率的控製。
二、限製性營養物消耗動力學
與微生物生成過程中的物料衡算類似，經過一段時間的培養後，生長限製性底物殘留濃度的變化可描述為：
底物殘留濃度的變化＝流入的底物量-排出的底物量-細胞消耗的底物量
用公式可描述如下：
dSdt=DSin-DSout-1YX/S×dXdt（6-20）
式中S——底物濃度
Sin——流入底物的量
Sout——排出底物的量
YX/S——底物轉化為細胞的得率
因為dXdt=μX，所以式(6-20)可變為:
dSdt=DSin-DSout-μXYX/S（6-21）
當連續發酵達到穩態時，即恒化培養，dSdt=0，那麼(6-21)可變為：
DSin-DSout=μXYX/S（6-22）
又因為此時μ=D，所以，式（6-22）可變為：
DSin-DSout=DXYX/S,
簡化為X=YX/S(Sin-Sout)（6-23）
可以看出，稀釋率D可以控製比生長速率μ。細胞的生長可導致底物的消耗，直至底物的濃度足以支持比生長速率與稀釋率相等時為止。如果底物被消耗到低於支持適當的比生長速率的濃度，細胞洗出量大於所能產生的新細胞量時，則底物由於菌體消耗濃度減少而增加，並使比生長速率上升而恢複平衡，這是係統的自身平衡。
連續發酵和分批發酵比較，具有以下優點：①可以維持穩定的操作條件，從而使產率和產品質量也相應保持穩定；②能夠更有效地實現機械化和自動化，降低勞動強度；③減少設備清洗、準備和滅菌等非生產占用時間，提高設備利用率，節省勞動力和工時；④由於滅菌次數減少，使測量儀器探頭的壽命得以延長；⑤容易對過程進行優化，有效地提高發酵產率。
連續發酵的缺點：①對設備、儀器及控製元件的技術要求較高，從而增加投資成本;②由於是開放係統，加上發酵周期長，容易造成雜菌汙染；③在長周期連續發酵中，微生物容易發生變異，生長慢的高產菌株很可能逐漸被生產快的低產變異株取代，從而使產率下降；④黏性絲狀菌菌體容易附著在容器壁上生長及在發酵液中結團，給連續發酵操作帶來困難。第七章發酵工藝控製