固态发酵课件

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1、固态发酵与工艺设备发酵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。反应器发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备现状:技术含量低,发酵方式落后,工业化大规模生产难以实现应用前景:克服自身特点,应用具有巨大潜力,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反应器发酵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(solidsubstratesferment

2、ation)。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。反应器发酵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。反应器发酵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。反应器发酵固态

3、发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器发酵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。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器发酵固态发酵概述内涵特点分

4、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。发酵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。发酵固态发酵概

5、述内涵特点分类固态发酵设备反应器2.1主要影响参数水活度温度通气与传质pH值发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器2.1.1水活度（aw）由于固态发酵的最大特点就是无游离水，因而底物含水量的变化，必然会对发酵过程产生影响。细菌：0.90-0.99酵母菌：0.80-0.90真菌：0.60-0.70发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器2.1.2温度温度是一个重要的影响因素，一方面微生物需要适宜的生长温度（例如：真菌生长的最适温度为20～30℃)，另一方面伴随微生物的生长，会产生生大量的热，如果温度不及时散去，温度

6、会影响孢子发芽、生长和产物的产率。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器2.1.3通气与传质固态发酵利用的微生物几乎都是好氧性的，空气的通气率特别重要。空气速率的增加既可以供氧，又可以带走反应热和二氧化碳，提高传质、传热效率。在实验室及工业化大生产中，一般利用强制通无菌空气来达到通风的目的。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器2.1.3PH值与温度对微生物的影响相似，微生物存在最适PH。绝大多数微生物能生活在PH5.0-9.0之间的环境。发酵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

7、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。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器发酵固态发酵概述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。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器4、固态发酵反应器迄今为止

8、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。发酵固态发酵概述内涵特点分类固态发酵设备反应器发酵固态发酵概述内涵特