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動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器

動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器是指固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)像在液體發(fā)酵過程中樣，處于動態(tài)過程。該類反應(yīng)器要求有動力系統(tǒng)促使固態(tài)基質(zhì)的流動或轉(zhuǎn)動，因此需要消耗能量；由于固體基質(zhì)是處于運動狀態(tài)，有利于空氣和溫度等發(fā)酵工藝參數(shù)的控制。

1、轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器

轉(zhuǎn)鼓式固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器通常為臥式或略微傾斜的筒體，在電機帶動下以定速率回轉(zhuǎn)，通稱為轉(zhuǎn)鼓。為控制固態(tài)物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的運動方向，可以在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)加設(shè)擋板。

否則剪切力會使菌體受損。采用轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器可以防止菌絲體與反應(yīng)器黏連，同時轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)使筒內(nèi)的基質(zhì)達到定的混合程度，菌體所處的環(huán)境比較均，改善傳質(zhì)和傳熱狀況。與靜態(tài)固體發(fā)酵生物反應(yīng)器不同的是，轉(zhuǎn)鼓中基質(zhì)床層不是鋪成平面，而是由處于滾動狀態(tài)的固體培養(yǎng)基顆粒組成，它們般占反應(yīng)器總體積的10%~40%，菌體生長在固體顆粒表面，反應(yīng)器內(nèi)的通風(fēng)條件是可以控制的。也有將轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器設(shè)計成連續(xù)發(fā)酵操作方式，在轉(zhuǎn)鼓的端加入固體基質(zhì)并接入菌種，在轉(zhuǎn)鼓的另端排出發(fā)酵好的物料。

2、固態(tài)攪拌生物反應(yīng)器

固態(tài)攪拌生物反應(yīng)器是在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌裝置，在電機帶動下利用攪拌槳對固態(tài)基質(zhì)進行攪拌混合，提高反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱效率。固態(tài)攪拌反應(yīng)器有臥式和箱式之分：臥式攪拌反應(yīng)器采用水平單軸，多個攪拌槳葉平均分布于軸上，葉面與軸平行，相鄰兩葉相隔180°；箱式攪拌反應(yīng)器有采用垂直多軸的。為減少剪切力的影響，固態(tài)攪拌生物反應(yīng)器通常采用間歇攪拌的方式，而且攪拌轉(zhuǎn)速較低。這類反應(yīng)器已在工業(yè)上用來生產(chǎn)單細胞蛋白、酶和生物殺蟲劑。

個連續(xù)混合的水平攪拌反應(yīng)器。這種無菌的反應(yīng)器可用于不同的生產(chǎn)目的，并且可以同時控制溫度和濕度。盡管這種裝置熱傳遞到生物反應(yīng)器壁的效率得到了改善，但是把它用于大規(guī)模的生產(chǎn)效率很低，因為整個反應(yīng)系統(tǒng)的換熱只能通過器壁進行。

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，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、通氣與機械攪拌的高能耗，成為液體深層發(fā)酵進步發(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?？梢姡F(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。