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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式1第四章固态发酵技术及过程控制第一节概述第二节固态发酵过程的控制第三节固态发酵技术道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。第一节概述一、固态发酵的定义n一切使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，称为固体基质发酵（solidsubstratefermentation）固体悬浮在液体中的深层发酵固态发酵没有（或几乎没有）游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。Daten280道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然
2、之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。固态发酵的定义n是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程，因此固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程。Daten380道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。二、固态发酵的特点1、固态发酵培养基中没有游离水的流动，水是培养基中较低的组分。培养基中水活度在0.99以下，适宜于水活度在0.930.98的微生物生长，限制了应用范围，同时也限制了某些
3、杂菌的生长。2、微生物从湿的固态基质吸收营养物，营养物浓度存在梯度，发酵不均匀，菌体的生长、对营养物的吸收和代谢产物的分泌存在不均匀。Daten480道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。3、固态发酵中培养基提供的与气体的接触面积要比液体深层发酵中与气泡的接触面积大得多，供氧更充足，同时，空气通过固体层得阻力较小，能量消耗低。4、使用固体原料，在发酵过程中，糖化和发酵过程同时进行，简化操作工序，节约能耗。5、高底物浓度可以产生高的产物浓度。6、由于产物浓度高，提取工艺简单可控，没有大量
4、有机废液产生，但提取物含有底物成分。7、生产机械化程度较低，缺乏在线传感仪器，过程控制较困难。Daten580道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。三、固态发酵的分类1、自然富集固态发酵2、强化微生物混合固态发酵3、限定微生物混合固态发酵4、单菌固态纯种发酵Daten680道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。自然富集固态发酵n是指利用自然界中微生物，由不断演替的微生物进行的富
5、集混合发酵过程。例如传统的酒曲、酱油和堆肥发酵等，不需要接种微生物，而是依赖空气和物料中的自然微生物区系，由多种微生物演替成最适于生长代谢或共同协作的小生态环境。Daten780道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。2、强化微生物混合固态发酵n是指在自然富集固态发酵的基础上，根据人们部分掌握的微生物代谢机制，强化接种微生物菌系不明确的富集培养物或特定微生物培养物所进行的混合发酵，例如沼气发酵、白酒发酵及废物发酵降解处理等。Daten880道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社
6、会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。3、限定微生物混合固态发酵n是在对微生物相互作用和群落认识的基础上，接种混合培养的微生物是已知和确定的，通常使用两种或两种以上经过分离纯化的微生物纯种，同时或先后接种在灭菌的培养基中，在无污染条件下进行的固态发酵过程。Daten980道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。4、单菌固态纯种发酵n是在纯种培养基础上建立起来的，采用已知的单一微生物菌种，接种在灭菌的固态培养基中，在无菌条件下进
7、行的固态发酵过程。它对于扩大固态发酵的应用范围和潜力的发挥起到非常重要的作用，是固态发酵的重要方向。Daten1080道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。四、固态发酵反应器1、静态固态发酵反应器塔柱式（图4-1）Daten1180道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。浅盘式（图4-2）1浅盘室；2水阀门；3紫外灯管；4，8，13空气阀门；5，11空气过滤器；6排气口；7加湿器
8、；9加热器；10空气循环；12进气口；14浅盘；15浅盘架Daten1280道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。园盘固体发酵机Daten1380道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。强制通风物料静态反应器（图4-3）1发酵罐；2空气调节阀门；3空气温度传感器；4湿度传感器；5排气阀；6温度控制；7加湿器；8冷却盘管；9加热器；LP液面探针；RH相对湿度调节器Daten1480
9、道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。图44强制通风填充床反应器Daten1580道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。图45Koji工业制曲设备1曲室；2多孔板；3旋转机；4，11卸料螺杆机；5空气调节器；6鼓风机；7排气管；8调节阀；9空气过滤器；10装料机；12控制台Daten1680道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总
10、和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。2、动态固态发酵反应器（1）转鼓式Daten1780道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。（2）带机械搅拌的筒柱式图47搅拌式固态发酵反应器1搅拌架电机；2搅拌桨电机；3接种和喷水口；4温度传感器；5测重仪；6湿度传感器；7冷却器；8湿度调节器；9空气流量器；10鼓风机；11加热器；12空气过滤器；13空气冷却器Daten1880道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规
11、范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。滚筒发酵机Daten1980道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。（3）流化床反应器Daten2080道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。粉剂硫化床粉剂硫化床Daten2180道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。（4
12、）塔式反应器Daten2280道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。脱氯塔Daten2380道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。一酸塔Daten2480道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。五、固态发酵发展趋势和应用前景n固态发酵可利用多种工农业残渣作为底物大量生产化
13、学物质，在有机酸、酒精、单细胞蛋白、蘑菇、酶制剂、生物活性物质及风味物质等，尽管上述研究有的还处在实验室研究阶段，但固态发酵被认为是可再生性资源综合利用最有希望的途径，是解决当前人类所面临的“三大”危机的一个有效手段。当前，许多工农业残渣、城市生活垃圾已成为人们的社会公害，对人类的生存环境均产生不利的影响。Daten2580道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。第二节固态发酵过程的控制一、固态发酵微生物及生长机制1、适合固态发酵微生物特征能够利用多糖的混合物；有完整的酶系，可以迅速从对
14、某一种多糖的代谢转为对另一种多糖的代谢；能够深入到料层中，也能穿入基质细胞内；在发酵过程中以菌丝形式生长，而不易孢子化；生长迅速，染菌概率小；可以在含水量低的基质中生长；能够耐受高浓度的营养盐；可以耐受基质预处理过程中产生的苯类等有毒物质。Daten2680道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。2、界面作用（1）营养物在界面上的富集（2）界面分布的微生物（3）微生物界面效应的意义Daten2780道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和
15、。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。3、固态基质中丝状微生物的生长n丝状真菌的生长是以其顶端延长的方式进行的，顶端之后的菌丝只能变厚而不能伸长；在生长过程中又靠顶端延伸的方式产生繁茂的分枝而构成真菌的菌落，可见真菌的生长主要表现在菌丝顶端的生长。外层是不定形的组分，主要是蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖；内层是定形的，由几丁质、纤维素或二者组成的微纤。顶部后面坚硬的细胞壁和复杂的分支系统使得菌丝牢固地固定在底物上，并产生强大的内压使顶部延伸有了动力。Daten2880道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、
16、传统习惯、教育和内心信念来维持的。4、固态基质中细菌和酵母菌的生长n自然沤肥：湿润的有机物被一系列微生物所分解，其中，由于嗜热芽孢杆菌的代谢活动，在木质纤维素类物质的分解过程中，会产生大量的代谢热，导致培养基内温度高达60以上。n饲料的青贮：是由细菌参与的自然固态发酵过程，尤其是在发酵过程的后期，随着发酵过程的进行，体系的pH值降低，同时培养基内局部的氧被耗尽，造成培养基内变成厌氧环境，从而抑制了真菌的生长。Daten2980道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。n纳豆：是日本的一种风味食品，它主要是由枯草芽孢杆菌发酵蒸煮过的大豆而制成。n在严格无菌条件下，细菌被越来越多地用于固态发酵过程，如利用芽孢杆菌(Bacillusspp)发酵麸皮生产淀粉酶等。Daten3080道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。
