固态发酵罐

1.1固态发酵概述：

固态发酵广义上讲可以指一切使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固体悬浮在液体中的深层发也包括在没有（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。

固态发酵具有以下特点：

(1)使用的原料不必经过复杂的加工，发酵工程中与发酵同步进行，简化了操作程序、节约能量；

(2)可使微生物保持自然环境中的生长存在状态，模拟自然中的生长环境，这也是许多丝状真菌适宜采用固体发酵的原因之一；

(3)适用于特殊微生物代谢、能耗低；

(4)发酵结束的后处理简单，许多产品可直接烘干而无须提取，产品易于储藏，运输，稳定性好；

(5)由于存在明显的气、液、固三相界面，可以得到液体发酵难于得到的产物；

(6)固态发酵过程中，没有发酵有机废水的产生，因此没有环境污染问题；

(7)在需要大量供氧的发酵过程中，压缩空气通过固体层的阻力较小，因而能量消耗也较小。

1.2固态发酵罐的类型：

用于固态发酵的发酵罐可归类为五种形式：固定床发酵罐、流化床发酵罐、转鼓式发酵罐、挂盘式发酵罐和搅拌发酵罐。

1.2.1固定床发酵罐：其结构简单，操作的风险小，在底部有通风装置，发酵罐壁有夹套。固定床的轴向温度梯度的影响比径向温度梯度的影响大，轴向温度梯度促进水的蒸发，大部分的代谢热由蒸发移出，但是带走热的同时也带走了水分，使基质表面变干燥，影响发酵，因此需通过其他途径来改善热传递或增加湿度。可将通入的空气先用水饱和，变为湿润空气后再进入反应器；或在床层中间加间隔冷凝板，为便于出料和通风，冷凝板通常为垂直的；抑或通过间歇的缓慢搅拌来促进热交换，但要注意搅拌的强度以免损伤菌体。为改善轴向气流中的氧尝试，也有在不同床层高度分别加入空气的做法。

1.2.2流化床发酵罐：流化床发酵罐进行固态发酵时比较容易控制，床层温度较均匀，直径大于10m的床层轴向和径向温度仍可保持一致。这是由于固体颗粒的快速循环和流体的湍流运动造成的。流化床内的传热速率较大。

1.2.3转鼓式发酵罐：转鼓式发酵罐有卧式，或略微倾斜，鼓内有带挡板的也有不带挡板的，有通气或不通气的。也有连续旋转或间歇旋转的。转鼓的转速通常很低，否则剪切力会使菌体受损。转鼓式发酵罐与固定床相比优点在于可以防止菌丝体与发酵罐粘连，转鼓旋转使筒体内的基质达到一定程度的混合，所处环境比较均一，改善传质和传热状况。

1.2.4固态搅拌发酵罐：有卧式的也有箱式的，卧式搅拌发酵罐采用水平单轴，多个搅拌浆叶平均分布于轴上，页面与轴平等，相信两叶片间隔180^。。箱式搅拌发酵罐有采用垂直多轴的。为减少剪切力的影响，通常采用间歇搅拌方式，而且搅拌转速较低。

原创作者：江苏科海生物工程设备有限公司