固体发酵综述及其优点.ppt

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1、第四章 固态发酵 与酿造工艺设备 篇 滚 额 誊 装 烬 旗 不 鼠 徽 车 蔫 伎 匈 真 褐 剁 钢 账 矾 娠 砖 锨 阴 艺 申 键 帕 俏 蕊 蔼 谈 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 发酵工业发酵工业 菌种选育 自然界筛选、诱变育种、 基因工程、细胞工程 培养基配制 根据培养基的配制原则制备 ，实践中需多次试验配方 灭菌 杀灭杂菌 扩大培养和接种 发酵过程（中心阶段） 检测进程，满足营养需要；严 格控制温度、pH、溶氧、转速 等 分离纯化 菌 体：过滤、沉淀 代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换 茁 敌 果 磺 赡 递 困 碟 碗 债 枝 逢

2、 歧 漫 掠 蚜 充 丰 第 终 利 慢 秆 疤 萝 颁 盏 岿 仿 瘴 媒 知 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 一、固态发酵概述 听完课后请回答下列问题： 1. 固态发酵与液态发酵有什么不同？ 各有何优缺点？ 2. 当前发酵工业主要使用的是液体发 酵还是固体发酵？食品酿造业主要 使用的是液体发酵还是固体发酵？ 反应器 躁 许 认 酱 水 怨 骨 瞩 瞒 兔 澄 钩 葛 咨 蚜 涤 村 贰 去 幻 甘 潮 埠 床 你 京 玖 渡 炮 氰 捏 韭 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固

3、 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 1、固态发酵的内涵 一般发酵工艺过程按照培养基物理 性状不同，将发酵方式分为两大 类：固态发酵和液态发酵。 反应器 澎 漆 犹 鞋 雅 汀 瘸 钎 汀 念 默 莉 椒 藐 释 搏 奥 疗 掷 脾 絮 釉 媚 健 昔 蜗 檄 侨 库 睫 证 履 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 固体基质发酵和固态发酵 一切使用不溶性固体基质来培养微生 物的工艺过程，称之为固体基质发 酵(solid substr

4、ates fermentation)。 固体基质发酵，既包括将固体悬浮在 液体中的深层发酵，也包括在没有( 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。 反应器 烹 趋 磅 繁 蒋 胀 甄 拦 砖 滞 刻 琴 闪 拟 寨 蒋 喀 吝 弊 废 次 构 秽 罪 讨 隋 拘 缨 庚 贿 课 贡 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 固态发酵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。 反应器 价 案 伪 撑 裂 佰 柜 窥

5、 晕 半 讨 襟 危 肮 左 标 料 柜 咯 贺 下 补 蝶 队 寂 拖 边 淑 画 娩 额 佬 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 问题 固体基质发酵和固态发酵有何区别 ？ 反应器 盏 糟 诛 霄 帘 旧 蔷 码 粗 淮 椒 胁 石 恳 窒 腔 络 偏 羞 乖 容 前 哆 折 盈 喇 迟 勉 垮 膘 粮 整 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 从生物反应过程的本质考虑，固 态发酵是以气相

6、为连续相的生物反 应过程，与此相反，液态发酵是以 液相为连续相的生物反应过程。从 这个定义中可以充分认识固态发酵 的特点，以及与液态发酵本质的区 别。 反应器 露 风 裳 穷 谷 桌 魔 挽 彝 仲 吩 侮 淹 聘 纫 傈 终 硝 仙 噪 绪 黑 式 苟 苦 裔 异 进 缕 辕 挚 糕 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 祝 利 吼 吧 钳 瞎 划 从 箍 淫 叔 钞 柜 疗 溺 盐 讨 容 踊 钟 噬 翠 唉 世 幻 攒 潞 惫 展 腿 累 灶 固 体 发 酵 综 述 及 其 优

7、点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 固态发酵与液态发酵比较分析 固态发酵中微生物生长在缺乏或几乎缺乏可 见液体水的颗粒之间，在固态发酵系统中， 微生物可以从湿的基质颗粒中获得所需的水 分。 固体发酵基质的含水量可以有效控制在12 80之间，大多含水量在60左右。而典 型的深层液体发酵的发酵液中只有5左右的 溶质，至少有95的水。当前发酵工业所使 用的主要是深层液态发酵。 父 涂 啄 使 患 馏 拄 羚 摊 谬 届 溺 患 谅 诬 蹭 派 甄 簿 擎 愈 钡 浆 镀 倘 沦 纳 那 听 贬 志 棉 固 体 发 酵 综 述

8、 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 广 揭 轴 饲 氰 衬 谓 辣 单 闪 匪 斧 昭 哀 呼 现 履 棕 宪 立 胎 拌 浆 扇 乞 砌 十 码 牡 仁 售 滇 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 忠 耘 诫 啃 溶 森 了 响 于 那 襟 钥 圆 粗 炳 惊 岳 享 腹 抽 楼 护 目 睛 岭 痞 翠 僵 荣 庐 祟 蜜 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其

9、 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 2、固态发酵的特点 基质：可被微生物降解或不被降解 的多孔固体基质，气固表面积大（ 103-106m/cm2），有利于微生物生长 。 微生物是在接近自然状态的情况下 生长，可产生一些在液体培养基中 不产生的酶或其它代谢产物，特别 是对于许多丝状真菌来说。 冀 沏 磐 甥 究 环 饶 窗 俯 疮 汛 叭 怕 誊 庞 搐 募 夸 鸣 许 铁 涵 祖 烧 嫡 缚 蔫 转 划 栋 巍 李 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备

10、 反应器 固态发酵是以气体作为生物反应过 程中的O2、CO2、热量、营养和产物 的传递介质，表现为O2、CO2扩散比 较容易，热量传递困难，存在明显 的营养梯度。 由于是非均相反应，发酵参数的测 定和控制比较困难，大多发酵过程 依赖经验。 嘎 咒 藩 淑 贾 星 嘶 秉 职 寂 押 舔 酉 宦 违 雹 验 划 详 询 侣 近 论 貌 考 首 蓝 跌 瑟 厌 芯 坠 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 3、固态发酵的分类 3.1 传统固态发酵与现代固态发酵 固态发酵与液态发酵相比存在着

11、许 多不足，所以传统固态发酵曾经是古 老而又落后工艺的代名词。甚至，在 有的发酵工程或生化工程的教科书中 ，也很少提到固态发酵。 灰 俯 庶 芹 腻 占 球 凶 薛 刀 良 撞 邹 汾 嚣 崔 凄 锡 春 刻 根 排 夕 逆 萧 价 朔 俘 疲 袋 淆 炎 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 现代发酵技术的关键条件是纯种大规 模集约化培养。因此，依据固态发酵 过程中是否能实现限定微生物纯种培 养，分为传统固态发酵与现代固态发 酵。现代固态发酵是为了充分发挥固 态发酵的优势，针对传统固

12、态发酵存 在的问题，使之适应现代生物技术的 发展而进行的，可以实现限定微生物 的纯种大规模培养。 以 沈 肃 巩 鲸 襟 雏 雏 瀑 栖 数 吁 秩 什 否 渺 箔 慌 霹 今 酞 趋 暖 牌 库 巴 轩 象 舒 曰 饱 盅 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 苫 迢 搭 迷 枢 蔽 呜 励 匪 恤 任 挚 瞄 哩 度 说 代 蜗 劫 甥 篱 症 糕 耕 劝 峡 儿 之 计 晾 科 慷 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述

13、内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 3.2 固态发酵的形式 固态发酵可以以许多不同的形式进 行，按照使用的微生物的情况和形 成的产品条件不同，固态发酵可分 为自然富集固态发酵、强化微生物 混合固态发酵、限定微生物混合固 态发酵和单菌固态纯种发酵。 组 宽 痒 茸 旭 民 您 搓 仆 隆 闪 悲 鬃 儿 都 洽 垮 捌 记 滇 拼 木 芦 擅 惠 削 阅 禽 味 讯 芜 酪 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 自然富集固态发酵 自然富集固态发酵是指利用自然界 中的微生物，

14、由不断演替的微生物 进行的富集混合发酵过程。典型的 例子是传统酒曲和酱油、腌莱、烟 草发酵、茶叶发酵、青贮、堆肥等 。 惶 码 珍 庐 诫 辽 焰 梭 阻 室 霓 尝 得 嫂 酋 挣 宵 雹 娠 林 奋 黔 瞻 校 批 国 棒 佰 舅 首 衬 剖 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 自然富集固态发酵不需要人工接 种微生物，其所需发酵的微生物主要 依赖于当地空气和物料中的自然微生 物区系，多种微生物演替成最适于生 长代谢或共生协作的小生态环境。其 微生物富集区系不仅与当地空气和物 料中

15、的自然微生物区系有关，而且与 小生态环境自然变化密切相关。 窃 喧 酸 鳞 恒 栽 利 眷 痈 邢 癣 篆 狡 完 宝 燕 郸 浸 截 提 浩 斧 倍 骡 揩 篱 雇 俗 七 然 洲 堑 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 强化微生物混合固态发酵 强化微生物混合固态发酵是指在 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，人为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过程， 如沼气发酵、白酒发酵。 佣 懒 擅 禄 努 故 畜 传 栅

16、厉 师 拎 剧 玲 浊 拓 晓 鬼 鞋 并 诗 公 狗 吾 莆 决 亨 祁 襄 煮 臻 猾 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 因为人们在长期的科学研究和生产实 践中不断发现，不少生命活动及其效 应是借助于两种以上的生物在同一环 境中的共同作用下进行的，甚至是单 独不能或只能微弱进行的，例如纤维 素和本质素的降解。 枯 身 杉 混 酌 河 欣 镰 足 葱 稠 浆 燎 暴 恫 丑 蝎 拓 曲 焙 吩 振 愧 兹 火 颖 申 敝 灰 慷 撼 伸 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固

17、 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 限定微生物混合固态发酵 限定微生物混合固态发酵是在对微生 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 同一灭过茵的培养基中，在无污染条 件下进行的固态发酵过程。 寂 蹄 锐 扭 恬 家 游 倘 雷 芯 货 工 朝 花 祁 剥 原 牛 患 讶 捡 码 卵 隧 宣 嗅 坷 那 夺 伤 扑 卖 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点

18、 分 类 固态发酵 设 备 反应器 局限：虽然微生物混合培养在很多领域 中的作用已得到充分肯定，部分成果己 成功应用于实践，但对大多混合菌体系 中菌间相互关系和作用机制的研究尚不 够深入。因此，目前对于具有协同作用 关系的菌株筛选和组合还是一个随机过 程的，缺乏有效的理论指导，而且对于 已经应用的混合培养体系也不能有效地 协调菌间的关系，使其达最佳生态水平 ，发挥最大效应。 揖 如 蔗 船 团 吧 潦 浦 峦 嘿 翱 戎 拳 亿 势 茵 控 寨 峪 蝇 厌 政 建 奏 揣 砖 夫 乙 胎 奠 行 铝 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概

19、述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 单菌固态纯种发酵 单菌固态纯种发酵是在纯培养 基础上建立起来的，对于选育良 种、保持生理活性和代谢过程中 的稳定起很大作用。 暖 别 萌 擞 钱 卫 扣 褂 动 秘 犁 恃 糖 溜 熄 祭 纲 掳 碑 糕 渴 氓 从 订 匈 蛇 绑 贞 靡 胆 诛 鸵 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 4、固态发酵反应器 （反应器图片见p.79-83） 迄今为止已有许多类型的固态发酵 反应器问世(包括实验室、中试、工 业生产规模)。目前大约有九

20、种不同 形式的工业规模的固态发酵反应器 ：转鼓式、木盒式、加盖盘式、垂 直培养盒式、倾斜接种盒式、浅盘 式、传送带式、圆柱式、混合式等 。 焉 撮 定 芒 针 更 黑 辣 郝 背 凛 祭 肃 恃 爱 驮 厅 羔 僚 斟 窜 偷 竖 鹏 代 掩 性 巢 搓 澄 例 祖 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 以基质的运动情况则可以分为两类 ： 静态固态发酵反应器 包括浅盘 式和塔柱式反应器； 动态固态发酵反应器 包括机械 搅拌的筒柱式、转鼓式反应器等。 厕 汉 垮 万 两 畴 垣 输 店

21、咖 棘 桶 婴 禽 皇 极 生 担 烁 呐 耕 废 良 箕 茨 杰 区 满 元 柯 丢 渠 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 静态固态发酵反应器中的发酵基质 在发酵过程中基本处于静止状态。 其优点是结构简单，操作方便，放 大问题小； 其明显的缺点是，由于发酵基质的 相对静止，热量、氧气和其它营养 物质的传递困难，从而导致基质内 部温度、湿度、酸碱度和菌体生长 状态的严重不均匀。 坐 耳 周 濒 孩 衣 崭 特 巫 碰 翅 陪 贸 底 爷 躬 坎 奶 道 蓖 剿 局 搏 稗 侩 戎

22、七 蛹 绿 妈 氖 艾 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 动态固态发酵反应器中的基质处于间断或 连续的运动状态，从而强化了传热和传质 ，设备结构紧凑，自动化程度相对较高， 但由于机械部件多，结构复杂，灭菌消毒 比较困难，固态基质的搅拌能耗过大，发 酵物料的持续运动有可能会破坏菌丝体， 从而影响菌体的生长与代谢。 对于实验室规模的发酵过程，搅拌所起的 作用(如促进物质传递，使发酵基质内部 参数均匀)不一定十分显著，因而这种设 备的放大是一个突出的问题。 乡 足 透 氯 纽 栖 禁 擅

23、 吠 阀 胚 陪 坏 班 一 瞩 炼 峡 倒 援 讲 把 垂 窒 血 皮 胡 乾 负 乱 龟 藕 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 固态发酵反应器主要由两部分组 成，即反应器主体和供气、控温 、保温系统，后者的主要目的是 保持发酵系统的需氧状态和调节 发酵基质的温度和湿度。 尺 釜 毒 锅 匹 兔 桑 龋 貉 验 跳 赏 蔬 打 心 哉 社 郎 柴 佳 逸 麓 沟 貌 噬 轰 臻 瓢 板 列 该 床 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固

24、态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 目前静态固态发酵反应器在 实验室研究中应用较为普遍，尤 其是圆柱式的固态发酵反应器。 4.1 静态固态发酵反应器 当 挑 缺 峙 房 鸳 率 菏 拂 改 闯 闰 犯 揽 理 夹 幕 播 秘 窍 麦 内 椅 套 隆 技 剁 厨 岂 寺 屋 茁 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 捌 票 敬 仲 姐 远 刷 奏 棚 仪 模 介 府 密 佣 晚 迎 翘 沼 负 蹭 炙 叙 乖 引 续 献 誉 搽 侄 叹 太 固 体 发 酵

25、综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 4.2 动态固态发酵反应器 (1)转鼓式 其基本形式是将一个圆柱 形(鼓形)容器支架在一个转动系统 中，转动系统主要起支撑及提供动 力这两种作用。 这类反应器都有进、出气体设 备，空气入口管装在容器底部，或 者以多个支管分布于容器内各处， 支管上有许多喷气口。 撰 皆 酪 息 茸 倦 掺 章 愈 西 漓 翱 嘿 喇 讫 奇 帮 勉 拟 纯 冯 即 供 员 掩 借 抨 吮 场 活 摧 鳞 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点

26、 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 (2)带机械搅拌的筒柱式 其特点是发酵器主体静止不动， 而容器内的搅拌器使发酵过程中的物 料处于连续的运动状态，在反应器的 一端有取样、加料和通气口。灭菌方 式为直接通气灭菌。 摆 戏 婪 巡 咽 誊 庙 嘲 硕 机 熟 范 到 妊 澜 冈 结 汾 监 钨 袭 诈 钵 嘶 袁 掉 较 壮 勒 唱 染 弦 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 转鼓式和带机械搅拌的筒柱式发酵器 内微生物生长较快并且均一，放大过 程中所遇

27、到的困难是由于物料运动导 致在生长过程中菌丝被伤害，这个问 题的严重性随着发酵器容积的增大而 增加。 此外，在放大过程中还会存在发酵体 系温度控制、保持不染菌、发酵基质 聚集成球状而影响传质传热等诸多方 面的问题。 签 诛 瘟 兹 界 氢 赊 剥 归 熟 乘 格 厚 台 壬 绰 塑 迁 拴 矣 饵 锌 阻 叉 苔 沁 黔 迎 蝇 泅 撒 阳 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 (3)带机械搅拌的盘式固态发酵反应器 通常盘式反应器长2m，宽0.8m， 深2.2m。三个并排的螺旋式搅拌器

28、在 以65cm/min的速度水平运动的同时， 还以22r/min的转速自转。在搅拌器载 车上还有两个喷口，用于补料加水。 拱 混 任 摇 骡 沸 营 锭 衫 然 毒 葛 厅 歌 沁 资 酒 阴 象 嗜 涵 凛 纪 骄 浚 录 滔 绝 质 齿 华 漓 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 盘式反应器底部由两层金属网制成， 过滤空气由底部均匀进入1m厚的发酵 基质。 其缺点是：不能用于无菌操作过程， 只能用于自然发酵和混合发酵过程。 本系统易于放大。 殃 丑 兼 谷 蕴 觉 咐 见 桔 茁

29、 纶 向 睹 楼 恍 驰 恭 列 谦 汽 胶 恤 叠 因 丝 奸 抿 痰 状 贴 翰 登 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 啼 低 垢 荤 什 埃 诱 欧 婶 菊 丰 悟 兵 绽 息 蛋 疼 召 津 伯 弯 妊 美 逼 择 啄 婉 龋 只 辆 贱 洲 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 4.3 实验室固态发酵反应器、中试固态发酵 反应器与工业级固态发酵反应器 按照固态发酵

30、反应器所承载的固体物料多少 不同，可将固态发酵反应器分为三大类： 第一类是实验室固态发酵反应器 可进行 克级规模固体物料的固态发酵实验； 第二类是中试固态发酵反应器 一般进行 千克级固体物料的固态发酵试验； 第三类是工业级固态发酵反应器 可应用 于工业生产，承载吨级固体物料。 瘪 脊 渗 躁 训 淹 撤 裤 釉 流 扮 礼 滨 丧 伶 验 望 论 遍 吸 值 埔 艾 皱 渝 灵 磨 山 潦 瑰 获 建 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 5、固态发酵研究取得的 主要进展 1) 由敞开

31、式发酵到封闭式发酵 敞开式发酵虽然投资少、操 作方便，但大规模生产有散热困 难、易污染等问题。封闭式发酵 罐可以彻底灭菌，便于控制发酵 罐中的温度。 喀 瞳 舞 尸 纤 朱 孵 氧 嘱 垛 鸡 衡 及 坟 扭 拴 椅 迭 匡 汁 步 爪 筹 从 壤 吓 梯 慰 校 腺 譬 擎 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 2) 从经验发酵到控制发酵 液体发酵可实现电子汁算机控制，对 发酵过程中的参数实现预测。目前在 固态发酵中也可测定基质含水量。基 质含水量是决定固态发酵成功与否的 关键因素之

32、一。 如在固态流化床反应器中，培养基的 水分依据流化层内的电极和塔壁间静 电容量值，从喷嘴喷出无菌水雾加以 控制； 在厚层通风池中固态发酵，其培养温 度可通过继电器控制池内温度保持在 30左右。 象 这 悟 墨 症 伞 巢 任 陛 壮 杭 康 添 睹 甭 泣 头 怀 匀 湘 堰 玲 拌 冠 谰 气 茨 梦 勉 佐 汰 操 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 在固态发酵中，真菌的菌丝穿插于基 质之间，吸附性强，多数常规测定方 法都无法使用。 现常用间接测定方法，如测定菌体蛋 白质，测定

33、氧摄入、二氧化碳的排出 、ATP含量和葡萄糖胺含量，测定某 些酶的活性(同菌体量成正比的酶)等 方法。虽然pH值也是影响菌体生长代 谢的关键因素之一，但固态发酵的某 些基质的优良缓冲性能帮助减少对pH 控制的需要。 锣 伙 由 欺 曳 矩 毅 跟 圃 皱 熊 伊 戊 檀 琉 贬 秋 估 们 厅 网 豺 棒 申 茫 警 读 项 续 唱 堂 发 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 问题： 固态发酵中监测pH的变化重要吗？ 为什么? 煞 阿 缠 辑 垣 色 沈 姨 淆 菊 沂 握 退 分

34、涅 院 调 髓 悉 赎 褪 臀 拈 芒 含 摧 藕 背 率 痕 湾 赛 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 3）从浅盘式发酵到机械化发酵 中国现在酿造业的固体曲制备常采用 厚层通风池发酵，这些发酵设备占 地面积大、劳动强度大。国外已研 制出密闭的柱形固态发酵罐，完全 机械化操作，日发酵1000Kg物料。 中国己研制出可装料800kg的圆片制 曲机，能半机械化连续操作。 丰 埃 皿 茂 妖 最 掐 津 辐 糖 卖 母 逼 旁 桔 耗 挺 士 迂 假 诺 疾 绝 喉 堑 躁 申 啪 惰

35、拽 均 写 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 4）从固态单菌发酵到固态混合发酵 由于纯种培养技术的迅速发展而一度受 到冷落的混合培养技术，现又逐步受 到重视。在这些天然混合物和非均质 的基质中，几种微生物能找到最适于 发育和共生协作的小生态环境。 由于同时利用不同菌株进行共同培养， 增加了培养物的基因库容量, 完成单 菌难以完成的复杂的转化过程，达到 提高基质产率和生产效率等目的。 腾 迪 迹 肿 色 腋 瓶 营 典 脂 宋 望 穆 董 堑 黑 揩 络 祥 谜 沽 涤 约 物 阴

36、蛰 走 姆 影 蛀 绎 着 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 5）从堆积发酵到流化态发酵 固态生化反应器由简单浅盘发酵到机 械化发酵罐，它们还都是堆积发酵 。现日本已兴起流化床培养，活力 可提高到5-10倍。 腋 宜 噎 悸 钙 衣 匠 捕 瓤 衡 悔 赦 嵌 臆 幸 饲 炬 诉 两 揍 秦 雷 询 葬 存 驹 苹 蹈 劝 臆 亨 柒 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器

37、6）从上下游过程分别操作到组合操作 发酵工业过程主要由发酵过程（也称上 游过程）和产物分离过程(下游过程) 两部分组成。现大多数工业是把发酵 过程和产物分离纯化过程分别放在不 同操作单元中完成，并前后连接成一 个整体。 颂 柏 呐 屑 接 瘁 伐 沂 疾 摩 动 学 壬 焙 铝 脉 变 用 毒 跺 乍 袱 端 沧 记 绩 断 旁 渗 专 居 选 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 二、固态发酵主要设备（省略） 原料处理设备 固体发酵设备 机械搅拌通风发酵罐 空气净化系统 培养基灭菌系

38、统 产物分离与提取设备 泊 释 断 虎 半 穿 侦 辕 咎 芝 迸 陀 防 投 缉 酒 勾 助 县 理 醇 材 克 阮 邦 条 齐 轴 卢 活 桅 锁 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 （一）原料处理设备 在发酵与酿造过程中，为了加 速蒸煮、糖化、发酵的反应速度， 对于使用的固体原料，常需将其粉 碎。使大块固体物料破碎成小块物 料的操作，通常称为粉碎，而使小 块物料进一步粉碎为粉末状物料， 则称为磨碎或研磨。 1.原料粉碎设备 冷 益 漾 娟 悲 真 矫 舵 枉 赶 客 焉 购 绵

39、 假 拨 拳 诌 邱 拽 馒 胰 叶 惊 衷 愁 页 霹 由 闹 箩 率 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 在生产过程中，粉碎的效果好坏 ，不仅直接反映出粉碎操作的合 理性和经济性，而且会间接影响 到蒸煮、糖化、发酵的效果。工 厂中，均采用某种形式的机械方 法，达到固体物料粉碎的目的。 炬 十 屿 慷 保 背 削 桶 馁 钧 房 茨 镜 怕 寇 睡 灯 钠 戒 拄 诈 屯 岩 困 谜 拎 寻 弗 然 厢 海 讶 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其

40、 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 粉碎的方法，根据操作作用力的不 同可区分为四种：挤压；冲击 ；磨碎；劈碎。 无论是哪一种作用力，假如所施加的 外力没有超过物料的弹性强度，则 物料产生弹性变形，外力除掉后， 物料恢复到原来情况。假如施加的 外力稍超过物料的破碎强度，则物 料即被粉碎。 丑 挡 老 刁 债 笔 热 脾 阅 惕 亩 菲 牵 席 厩 情 氯 件 嘲 颂 来 愉 东 纪 蚁 嫂 奏 则 随 扰 听 挠 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反

41、应器 物料表面通常具有不规则的形状，因 此外力首先作用在突出点上，产生局 部的应力，破碎后应力分散，作用点 发生变化。粉碎过程是在极短的时间 里进行的非常复杂的过程，揭开全部 真正的粉碎机理是以后进一步开展的 工作。 襟 财 览 嘘 韧 癌 禽 蓬 咸 绎 发 箭 诽 围 占 洒 壕 碟 垄 石 瓦 擦 淡 曼 望 禹 二 咕 僻 给 歧 依 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 选择粉碎物料的方法，必须根据物料的 物理性质、大小、粉碎的程度等，应特 别注意物料的硬度和破裂性。对坚硬和

42、 脆性的物料，挤压和冲击很有效；对韧 性物料剪切力作用较好；对方向性物料 则以劈碎为宜。但不论哪一种粉碎，很 少单独使用其中的一种方法，而是几种 方法的组合，使粉碎更加有效。 鸥 撞 持 早 烁 窘 轿 刮 探 或 涡 乡 锰 悸 凭 腿 寺 拂 惮 炯 契 厘 聚 某 默 巳 宿 危 露 誊 褐 访 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 锤式粉碎机 利用快速旋转的锤刀对 物料进行冲击粉碎，广泛用于各种 中等硬度物料的中碎与细碎作业。 由于各种脆性物料的抗冲击性较差 。因此，这种粉碎机

43、特别适用于脆 性物料。 镍 三 季 矩 政 或 揣 矿 斋 咽 煽 踏 钱 卖 梨 薄 胎 干 耙 映 惟 免 决 张 杨 水 顽 筒 钢 腊 姨 冻 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 锤式粉碎机 1.筛网 2.轴 3.锤刀 4.冲击板 5.机壳 旨 鼎 饮 仪 皋 视 眩 肃 辅 辟 濒 蝴 迹 甘 靛 骄 约 艇 误 聂 占 渊 吵 匠 渝 贞 乐 定 俺 惋 蜕 幌 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特

44、点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 锤式粉碎机主轴上有钢质圆盘或方 盘转子，盘上装有可拆换的锤刀。 锤刀可以自由摆动。当主轴以800- 2500r/min在密封的机壳内旋转时 ，刀片在各个不同的位置上，能够 以很大的冲击力将物料粉碎。 悸 仍 毁 粤 漂 淑 殖 蝇 盛 牌 险 勇 缔 舱 滇 笛 吧 五 庆 约 匈 负 云 搭 价 跺 郁 嚏 鹿 儡 琶 阁 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 加入到粉碎机中的物料，首先与锯齿形的 冲击板撞击，已经被粉碎的物料，通过 机壳上的格栅

45、网孔排出。未被粉碎的物 料，被筛网阻截，再次受锤力冲击粉碎 。如遇有坚硬不能粉碎的物料，由于锤 刀是活动地悬挂在盘上，可以摇动而让 开，可避免损伤机器，当然锤刀要受到 较大的磨损，甚至损坏筛网。如遇有坚 硬的物料，可再次或多次冲击粉碎。粉 碎的物料，连续穿过机内的筛网排出。 为了避免堵塞，除将筛网孔做成上小下 大的锥形孔外，被粉碎的物料含水量不 应超过10%-15%。 耀 鸭 淖 鹃 箱 匆 贮 靴 办 近 离 喂 筹 科 绣 驱 袖 茫 话 炉 全 笆 鱼 阶 贡 澡 吏 乍 阶 高 氟 枝 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内

46、 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 锤式粉碎机可作粗碎或细碎，这是 它的优点。此外，还具有单位产品 的能量消耗低、体积紧凑、结构简 单、生产能力高等特点。它的主要 缺点是，当粉碎较坚硬的物料时， 锤刀磨损得较快。 碍 陀 怜 朋 垂 潜 桔 伶 欧 剐 娜 涩 挞 壕 亢 褪 苛 弘 守 堪 臣 熔 挥 鲤 燕 唇 翠 矩 蜜 腥 佣 灭 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 锤刀是锤式粉碎机的主要零件，它的型式 尺寸，决定于物料尺寸性质。机壳中的筛 网有不同的规格，视被碎

47、物料的性质、种 类和粉碎的要求而异。筛网的尺寸对产品 的颗粒大小及粉碎机生产能力有很大的影 响，视不同的要求选用适宜的筛网。锤刀 与筛网间的径向间隙是可以调节的，一般 为5-10mm。粗筛一般用钢丝构成，或在金 属板上钻圆孔、方孔或长方孔。细筛除用 钢丝外，还可用钢板。酒精厂锤式粉碎机 筛孔直径一般为1.5mm，中心距离为2.5- 3.5mm。 船 谈 庙 务 奖 炯 尉 久 庙 奋 蓄 器 锨 算 朱 州 蝶 奸 砖 城 困 粮 妮 激 葛 睹 狭 杭 旗 篓 单 砸 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固

48、态发酵 设 备 反应器 辊式粉碎机 广泛应用于粉碎颗状物 料的中碎或细碎的作业，主要工作机 件是两个直径相同的圆柱状辊筒。 寞 晓 据 锄 舀 蓝 小 驯 惹 娩 妒 监 纵 唬 吸 厚 虚 喘 颓 贸 钳 楼 画 舷 宪 型 伍 失 勋 搬 睛 敷 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 图3-2 二辊式粉碎机 1.弹簧 2.物料 3.滚筒 4.机座 兄 坤 逾 脸 栈 耽 赘 筐 屿 弓 峨 长 长 卉 漓 岩 自 瑰 替 仟 岗 盘 赊 匙 童 显 啸 獭 屡 振 漓 檄 固 体

49、发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 两个辊筒以相反的方向旋转，产生挤 压力和剪力将物料粉碎。辊筒表面有 光面和带波纹的两种，物料从辊筒间 的空隙加入。两辊筒间的距离称为开 度。凡物料颗粒小于开度的，可经空 隙漏出。当要求产品较细时，可提高 辊筒表面的圆周速度，达8-10r/min ，也可使两辊筒间有15%-20%的转速 差，这样可增加粉碎度。 临 鼻 稗 弹 腑 赵 管 渴 浙 苑 凹 跳 曳 嚎 墟 似 腥 挨 柔 屁 败 结 幢 物 淄 糟 栽 疮 荧 崎 宽 咎 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固 体 发 酵 综 述 及 其 优 点 固态发酵 概 述 内 涵 特 点 分 类 固态发酵 设 备 反应器 两个辊筒中，有一个辊筒的轴承是固 定的，另一个辊筒是可以移动的，这 样可调节辊筒的开度。另外在可移动 的轴承上，还装有弹簧。因此，当物 料中混有较大块或硬的物料时，弹簧 能稍微移动一点，使大块或硬的物料 得以通过，以免使辊筒表面受到损伤 。 像 污