固态发酵罐在各行业的应用

The fermentation technology of solid state fermenter has a long history. Its characteristics are simple structure, easy operation, and less investment. It is widely used in the fields of winemaking, biological feed, biological pesticides, biofessical fertilizers, enzymes and other fields.

但固态发酵罐也存在很多问题，如发酵罐占地面积大，劳动强度大，质量、热传递困难，参数（如物料pH值、物料温度、物料湿度、细菌增殖、产品产量）不易检测等。

随着发酵技术的进步，固态发酵罐存在的弊端逐渐被克服，少数发达国家固态发酵已实现机械化规模生产。近年来，我国固态发酵技术也有了发展，出现了各种形式的固态物料发酵罐设备。至今还不能确定哪种发酵设备才是理想的固态物料发酵设备，各种形式的固态物料发酵设备都有各自的优缺点，还有许多问题需要研究解决。

现有的固态发酵罐设备主要以大池、浅板、箱体、转盘等形式为主，物料的杀菌大多与发酵过程割裂开来，发酵过程中大多采用自然通风，生产能力小，杀菌环境不易控制，菌类污染率高。

1. 什么是 固态发酵罐:

固态发酵是指一种或多种微生物在一定湿度的水下溶解性固体底物中，以一定湿度的水溶性固体底物为原料，进行发酵的生物反应过程。从生物反应过程的本质来看，固态发酵是以气体为连续相的生物反应过程。固态发酵具有操作简单、能耗低、发酵过程容易控制、无菌要求相对较低、不易产生大规模污染等优点。

真菌是固态发酵中最常用的微生物，由于其菌丝体类似植物的根，可以生长在固体表面，并深入基质内，产生多种胞外酶，相较于其他单细胞细菌和酵母，更适合固态发酵环境。

   2、固态发酵罐的工作原理：

微生物生长在潮湿、不溶水的基质中发酵，固态发酵过程中不含任何自由水。随着微生物产生的自由水增多，固态发酵的范围扩大到粘稠发酵和固体颗粒悬浮发酵。可以认为各个细胞之间的生长环境可能并不相同，为了提高培养效率，采用增加表面积的方法。

实验室一般采用伊文思、库尔提维尔、三角瓶、凯什瓶等，工厂多采用弧形板、帘子、通风调池等。特别是在霉菌的培养上，仍多采用固体培养法曲。因选用麸皮等农副产品为原料，价格低廉，其颗粒表面积大，疏松通风，原料易得，故酿酒业常用。但由于大规模表面培养技术还存在许多困难，在发酵生产方面，多采用液体表面培养，多可用液体深层培养法代替。

3. 固态发酵罐用途：

   

微菌接种于固体培养基表面生长繁殖的方法称为固体培养法，是表面培养的一种，广泛用于培养优良微生物，如平板培养用于观察或保存微生物形态，平板培养用于平板分离或活细胞计数等。

固态发酵罐适用于固态样品、有机废弃物、天然或受污染的固体样品、泥浆的降解研究，也适用于微生物快速降解的评价，可快速优化工艺条件，并可产生酶产物及其他生物活性的合成。

目前传统发酵行业多采用固态发酵法，例如酱油的生产，从菌种的培养到曲度，再到发酵，都采用固态发酵法，发酵条件相对开放，工艺简单，设备要求简单，成本相对较低。虽然也有部分厂家采用深层液体发酵，但在口感上明显无法与固态发酵相比。

再比如在食醋生产中，固态发酵有利于提高醋的风味，食醋的酿造工艺主要分为两种，全固态发酵，先液态再固态发酵，固态发酵醋相较于液态发酵醋，富含有机酸、氨基酸及各种风味，口感和营养成分赢得了越来越多消费者的青睐。

目前纯粮全固态发酵醋总销量为5%，随着消费结构升级，消费需求拉动，纯固态发酵醋增量接近20%，以350万吨的总产销量计算，纯固态发酵醋市场占有率将由17.5万吨增长至70万吨，增长空间巨大，市场前景广阔。

4. 

   发展趋势及 固态发酵罐的应用前景

目前许多工农业废弃物及城市生活垃圾已成为人们的公害，对人类的生存环境产生了不利影响，固态发酵技术可以利用多种工农业废弃物作为大量底物生产化学物质，目前正处于实验室研究阶段，固态发酵被认为是综合利用可再生资源最有前景的途径，是解决当前人类面临的“三大”危机的有效手段，因此固态发酵罐作为固态发酵技术的载体也具有相应的良好前景。