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1、戴超,等固态发酵技术的研究进展酿造与检测文章编号:1006-8481(2008)02-0025-04固态发酵技术的研究进展戴超,冷云伟,宗雯雯(中国矿业大学化工学院,江苏徐州221008)摘要:为了对固态发酵机理有进一步的认识,介绍了固态发酵的优点,并对温度、pH值和水活度等工艺控制参数进行了讨论,同时主要对浅盘式反应器、转鼓式反应器、填充床反应器和流化床反应器等固态发酵设备进行了应用研究,最后展望了固态发酵技术的发展前景。关键词:固态发酵;工艺控制参数;设备;技术中图分类号:TS26文献标识码:BProgressonthetechnologyofsolidstatefe
2、rmentationDAIChao,LENGYun-wei,ZHONGWen-wen(InstituteOfChemicalTechnology,ChinaUniversityofMining＆Technology,Xuzhou,Jiangsu,221008)Abstract:Inordertohaveabetterunderstandingofsolidstatefermentationtechnology,theadvantageofsolidstatefermentation,itsrelativeprocess-controlparameters,suchaste
3、mperature,pHdegreeandwateractivityetc.aredis-cussed.Somesearchesaboutfermentingequipmentssuchastrayreactor,tumbler-typereactor,packed-bedreactorandfluid-bedreactoretc.arecarriedout.Itsdevelopingprospectsarealsomentionedaswell.KeyWords:solidstatefermentation;process-controlparameter;equipm
4、ent;technology现和环境保护意识的增强,固体发酵的技术又重0前言[3]新受到重视。固态发酵是一种培养基呈固态、培养基中没与其它发酵方式相比,固态发酵主要具有以有或几乎没有自由流动水、利用自然底物作为碳下优点。源和能源或利用惰性底物作为支持物的发酵过①原料成本低,多为天然基质或工业生产的[1]程,它也是人们利用微生物生产所需产品的悠副产物,来源广泛。久技术之一。1945年青霉素的大规模工业化生②工艺相对简单,基质的含水量低,可减小反产,开创了液体深层发酵技术及现代发酵工应器的体积。同时,无废水和废气产生,不对环境[2]业。但现代发酵工业的首要条件是纯种培养,造成
5、污染。而固态发酵作为发酵工业中的比较古老落后工艺③发酵过程中不需要严格执行无菌操作。固的代表,一直未能得到更好的发展和利用。但自体颗粒间隙中存在的空气可为微生物生长提供氧20世纪70年代以来,随着世界性能源危机的出气,通风量小,不需要无菌空气。收稿日期:2008-01-20作者简介:戴超(1983-),男,山东肥城县人,在读硕士。研究方向:生物反应工程。·25·酿造与检测《江苏调味副食品》2007年第25卷第2期(总第110期)[5]将导致aw下降,这时应根据实际的物料水分情1工艺控制参数况进行补水,以保证菌体的正常生长。固态发酵最明显的特征就是传质和传热过程此外,固态发
6、酵过程的通风速率、通风时间、的不均匀性,这使得固态发酵的自动化控制和在温度控制、发酵周期的选择、料层厚度及反应器几线检测非常困难。目前尚没有比较完善的数学模何形状设计等都是重要的控制参数,由于缺乏系型来描述固态发酵过程,生产过程中还是以经验统的理论依据指导,对于特定的发酵过程应根据指导为主。在固态发酵中,控制的工艺参数主要具体情况采取相应的措施。有:温度、pH值、物料或培养基的含水量等。2固态发酵设备1.1温度温度是影响微生物生长的重要因素,直接关总体来说,固态发酵设备的自动化程度偏低,系到发酵过程的正常进行和最终产品的生成。固以传统设备为主。近年来,对机械化和自动化设态
7、发酵中,微生物生长初期要达到一定的温度,才备进行了很多研究,但放大效果较差,不利于大规能保证其正常生长。微生物在生长过程中,会释模的工业生产应用。放大量的生物热,尤其是在微生物的对数生长期,由于固态发酵设备分类标准不一样,B.Lon-[6]产热速度很快,菌丝体生长旺盛,造成物料大面积sane曾经归纳出了9种不同形式的工业规模的板结,加之固态发酵中没有自由流动相,导热性能固态发酵反应器:转鼓式、木盒式、加盖盘式、垂直差,单位距离上存在很大的温度梯度,有时高达培养盒式、倾斜接种盒式、浅盘式、传送带式、圆柱[4]3℃/cm,不利于微
