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靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器

靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器有淺盤式生物反應(yīng)器和填充床生物反應(yīng)器。

1.淺盤式生物反應(yīng)器

固體發(fā)酵和液體發(fā)酵過程樣，生物反應(yīng)器需要為微生物的生長提供適宜的環(huán)境條件。在傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)過程中，由于發(fā)酵裝置簡陋，不可能對發(fā)酵過程進(jìn)行良好地控制。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著對固態(tài)發(fā)酵機(jī)理和裝置研究的深入，固態(tài)發(fā)酵過程的可控性得到顯著提高。淺盤式生物反應(yīng)器就是較早發(fā)展起來的種固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，這種反應(yīng)器構(gòu)造簡單，由個密室和許多可移動的托盤組成。托盤可以由木料、金屬（鋁或鐵）、塑料等制成，底部打孔，以保證生產(chǎn)時底部通風(fēng)良好。培養(yǎng)基經(jīng)滅菌、冷卻、接種后裝入托盤，托盤放在密室的架子上。

盤在架上層層放置，兩托盤間有適當(dāng)空間，保證通風(fēng)。發(fā)酵過程在可控制溫度和濕度的密室中進(jìn)行，培養(yǎng)溫度由循環(huán)的冷（熱）空氣來調(diào)節(jié)。

淺盤式生物反應(yīng)器是種沒有強(qiáng)制通風(fēng)的固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器，特別適合酒曲的加工。裝有的固體培養(yǎng)基大厚度般為15cm，放在自動調(diào)溫的房間中。它們排成排，個鄰個，之間有個很小的間隙。這種技術(shù)用于規(guī)模化生產(chǎn)比較容易，只要增加盤子的數(shù)目就可以了。盡管這種技術(shù)已經(jīng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)（主要是亞洲），但是它需要很大的面積（培養(yǎng)室），而且消耗很多人力。

2.填充床生物反應(yīng)器

填充床生物反應(yīng)器與淺盤式生物反應(yīng)器的不同之處在于其采用動力通風(fēng)，隨著空氣流動可以有效地解決淺盤式生物反應(yīng)器中徑向和軸向溫度差和空氣狀況的分區(qū)問題，有利于調(diào)節(jié)和控制填充床中的環(huán)境條件和工藝參數(shù)?？梢岳锰畛浯矁?nèi)附加內(nèi)表面冷卻系統(tǒng)，減少了軸向溫度梯度的形成；也可以在較寬大的填充床反應(yīng)器中插入垂直熱交換板促進(jìn)水平熱傳遞，同時又克服了反應(yīng)床高度限制的弊端；也可以對影響反應(yīng)器傳質(zhì)和傳熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

普通使用的通風(fēng)室式、池式、箱式固態(tài)發(fā)酵設(shè)備即是填充床生物反應(yīng)器的幾種主要結(jié)構(gòu)。

它與淺盤式培養(yǎng)不同的是固態(tài)培養(yǎng)基厚度為30cm左右，培養(yǎng)過程利用通風(fēng)機(jī)供給空氣及調(diào)節(jié)溫度，促使微生物迅速生長繁殖。通風(fēng)培養(yǎng)池或箱普通，應(yīng)用廣泛，可用木材、鋼板、水泥板、鋼筋混凝土或磚石類材料制成。培養(yǎng)池或箱可砌成半地下式或地面式，般長度8~10m，寬度1.5~2.5m，高0.5m左右。培養(yǎng)池或箱底部有風(fēng)道。

通風(fēng)道的兩旁有10cm左右的邊，以便安裝用竹簾或有孔塑料板、不銹鋼等制成的假底，假底上堆放固態(tài)培養(yǎng)基。該類反應(yīng)設(shè)備的缺點有：①進(jìn)出料主要靠手工操作，工作效率低，勞動條件差；②濕熱空氣使生產(chǎn)車間長期處于暖濕環(huán)境，對生產(chǎn)衛(wèi)生及發(fā)酵工藝的控制有不利影響。

固態(tài)發(fā)酵又稱固體發(fā)酵，是指微生物在濕的固體培養(yǎng)基上生長、繁殖、代謝的發(fā)酵過程。固態(tài)的濕培養(yǎng)基般含水量在50%左右，但也有的固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)基含水量為30%或70%等。此培養(yǎng)基通常是“手捏成團(tuán)，落地即散"，所以又稱為半固體發(fā)酵。我農(nóng)村的堆肥、青貯飼料和酒曲生產(chǎn)就是典型的固態(tài)發(fā)酵。

固態(tài)發(fā)酵是古老的生物技術(shù)中的員，在20世紀(jì)30年代深層通氣發(fā)酵技術(shù)出現(xiàn)之前，固態(tài)發(fā)酵是發(fā)酵工業(yè)的主體。而固態(tài)發(fā)酵技術(shù)由于在傳質(zhì)問題上存在固有缺陷，故常被忽視。但是，由于深層液體發(fā)酵產(chǎn)生的大量發(fā)酵廢水、通氣與機(jī)械攪拌的高能耗，成為液體深層發(fā)酵進(jìn)步發(fā)展的障礙，迫使其向高濃度、高黏度方向發(fā)展，理論上的高濃度、高黏度限就是固態(tài)發(fā)酵。

固態(tài)發(fā)酵也有天然的些優(yōu)點，如不產(chǎn)生廢水，通氣更簡單等?？梢?，現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中液體深層發(fā)酵技術(shù)統(tǒng)天下的局面不是科學(xué)發(fā)展的應(yīng)有結(jié)果，固態(tài)發(fā)酵也應(yīng)該并且已經(jīng)成為部分生物工業(yè)生產(chǎn)的選擇中的員。