固体发酵专题

【交流】固体发酵专题（欢迎各位战友

热烈参与讨论）

说起发酵，人们首先想到的肯定是深层发酵。虽然深层发酵是目前发酵工程的主体，但固体发酵在中国的传统酿造业中也有着不可替代的地位。固体发酵具有操作简便、能耗低、发酵过程容易控制、对无菌要求相对较低、不易发生大面积的污染等优点，更重要的是，真菌在静态的环境中生长得更好，次生代谢物积累的效率更高。这说明固体发酵技术具有很大的发展潜力。然而固体发酵的缺点也是显而易见的，主要体现为产能太低，现有的技术条件不利于大规模的工业化生产。虽然现在也有一些固体发酵设备，但和深层发酵相比，亦是望尘莫及。固体发酵的技术水平依旧停留在家庭作坊式的生产水平上。

一些粗浅的看法，权当引玉之言。恳请各位战友就固体发酵的前景与设想、发酵技术的改进与进展、自己的操作经验与心得等方面踊跃参与讨论。

支持，置顶一周！

我来参与讨论！

固体发酵有许多液体发酵无所比拟的优势，如为非均相系统，有利于特定培养物的自组织行为；液固相接触比表面积大，一般无液体发酵所面临的高密度培养时溶氧水平不足。但固体发酵往往在工程放大中面临热量积累导致温度失控问题。

当前生物农药固体发酵技术是其中的一个热点。针对液体深层发酵中存在的弊端，经过多年的研究开发，生物农药固体发酵发酵工艺和设备已逐步从浅盘发酵向固体深层发酵发展；设备已由传统的盘式半开放式发酵发展成为全封闭、全自动固体发酵设备，生产实现计算机在线控制，生产规模可从几百吨的小规模发展到几万吨，甚至几十万吨的超大规模，从而解决了一直限制固体发酵生产生物农药向大规模和超大规模发展的瓶颈问题。由于发酵工艺和设备的改进、菌种的不断选育，产品毒力效价显著提高，形成了系统成熟的固体发酵生产微生物农药技术，并已在大规模工业生产中逐步应用。

同时生物农药固体发酵采用的原料成本低；发酵过程不易大面积污染，发酵环境要求低，甚至可以是半开放式发酵，因此投资较少；发酵产物为固体，直接烘干、粉碎后即可成为产品，生产过程中有效成份流失极少，产品中不需要再加大量的助剂，产品易于运输储存；生产过程中几乎没有废水排放，不需要进行污水处理。我认为该方法还是有前途的。

另外提供一篇文章：固体发酵法的技术改进，我想这也是固体发酵领域的一大改进吧！

固体发酵法的技术改进.CAJ (112.97k)

固体培养法将微生物接种在固体培养基表面生长繁殖的方法，称固体培养法。它是表面培养的一种。广泛用于培养好气性微生物。例如，用于微生物形态观察或保藏的琼脂斜面培养，用于平板分离或活细胞计数的平板培养，都属于固体表面培养法。用该方法配氧微生物时，有下列特点：

第一，细胞多半是重叠地生长繁殖，因此，直接与培养基相接触的细胞在此细胞上再长出的

细胞会有所不同；

第二，从摄取营养的角度看，在上面生长的细胞是通过贴近细胞之间的孔隙来获得营养的；第三，从供氧方面来说，从外到内逐渐形成一个缺氧的环境。

因此，可以认为每个细胞之间的生长环境未必相同。为提高培养效率，采用增大表面积的办法。实验室内一般采用试管斜面、培养皿、三角瓶、克氏瓶等培养，工厂大多采用曲盘、帘子以及通风制曲池等，特别是在霉菌的培养中，目前仍采用固体培养法制曲。由于选取农副产品如麸皮等作原料，价格低廉，其颗粒表面积大，疏松通气，原料易大量获得，因此，酿酒行业用得很普遍。但是，由于大规模表面培养技术仍有很多困难，在发酵生产上，能用液体表面培养的，大多采用液体深层培养法来代替。

固体发酵法目前主要用在传统的发酵工业中。例如：酱油的生产，从菌种培养到制曲，再到发酵都采用固体法。发酵条件相对比较开放，工艺简单，设备要求简单，成本相对比较低。虽然最近有的厂家也采用深层液体发酵，但在口味上明显与固体发酵无法比拟。又如在食醋的生产上有的厂家采用前液后固，目的在于提高食醋的风味。

固体发酵定义：

固态发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。从生物反应过程中的本质考虑，固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程。固态发酵具有节水、节能的独特优势，属于清洁生产技术，现已逐步得到世界各国的重视。

顺便说一句：固体发酵的致命弱点是不利于大规模的工业化生产，若能解决这个问题，我想固体发酵一定会迅速发展起来。

根据自己的肤浅了解，国内科学院过程所的陈洪章老师，山东大学的高培基老师在纤维素的固态发酵上都做了很多工作，大家可以找找他们的文章，应该有所帮助。

ps：不是做广告，遗憾自己不是二位的学生。

饲用酶制剂，主要有固体发酵和液体发酵两种生产工艺。

与液体发酵相比，固体发酵具有如下缺点：

1.生产工艺主要限于耐低水活性的菌中；

2.微生物生长速度较慢，产物有限；

3.大规模操作时，产生的代谢热较难散去；

4.生化反应器的设计还不完善，传统的发酵方式易感染杂菌。

但是，固体发酵具有许多液体发酵所不具备的优点，主要表现为：

1.培养基简单，多为便宜的天然基质；

2.基质的低含水量可大大减少生化反应器的体积，不需要废水处理，较少污染环境，常不需要严格的无菌操作，后处理加工方便；

3.不一定连续通风，一般可由间歇通风或气体扩散完成；

4.产物的产率较高；

5.设备简单，投资小，能耗低。

再讲一点固体发酵的优点：

①原料：以谷物和农业废物为主要原料，只需外加适量水分、无机盐等。培养基组成简单。

②防止污染：利用霉菌能在水分较低的基质表面进行增殖的特性，在这种条件下，细菌生长不好，因此不易引起细菌污染。

③通气：无论浅盘或深层固体通风制曲，可以在曲房周围使用循环的冷却增湿的无菌空气来控制温湿度，并且能根据菌种在不同生理时期的需要，灵活加以调节。在固体培养中，氧气是由基质粒子间空隙的空气直接供给微生物，比液体培养时的用通气搅拌供给氧气节能。

以上所述基本上都是一些理论上的东西，不知各位有没有一些可以借鉴或交流的经验。比如，相对湿度怎么控制、通风量对生长的影响、如何平衡通风和保湿这一矛盾等等。

我做的是微生物转化三七，用固体培养就是比摇瓶培养的产物多，控制好通风及料水比，效果不错

固体发酵我们实验室也做过一些，是专注于做应用生产，倒是没有什么文章出来。

早年做的当然是酱油、醋、酒之类的酿造领域。

后来做的比较杂，包括饲用复合酶制剂、肥料用发酵剂、芽孢杆菌等。涉及到的微生物包括黑曲霉、土曲霉、木霉、扣囊拟内孢霉、几种芽孢杆菌等。

培养方式用过浅盘和通风曲池。

用我们工艺的工厂最大生产能力也只有2吨/天，但是如上面战友所讲，建厂成本比较低，原料主要为麸皮、稻草、谷壳等，没有什么废弃物排放。但是除此之外，固体发酵还有优点：比如我们做黑曲霉的木聚糖酶的发酵，固体发酵的酶活轻轻松松做到液体发酵的10倍以上。因为在液体培养基里菌丝很难分化，而酶蛋白的分泌在菌丝分化的时候达到最大值。

个人在做生产中的体会还是物料水分、空气湿度、通风以及消毒等的控制比较关键，升温一般通过暖气片加热，降温就是大功率的风机往外抽风，只能通过人工控制在一个温度范围。而最好用的消毒剂还是漂白粉。

实验室用的国产小型固体发酵罐也接触过，总体感觉不太实用，设计不是很合理，不是把物料吹干了，就是转来转去剩下几个硬坨坨。听说国内最大的复合酶制剂厂——溢多利现在用上了自动的固体发酵系统，很想一见，有机会要去看看。

N年以前做过3年的固体发酵，认为工艺不是问题，问题的关键在于产品的附加值太低，也就是饲料，酶制剂和调味品一类，白僵菌一类的就是高附加值的产品了，如果没有好的产品，也就是只能在乡镇推广。

关于圆盘制曲机：大约在10年前，我做过固体发酵，还曾经到日本考察过相关设备，这个东西是德国人的发明，后来小日本学了过去，用于调味品的生产，改造得还不错，我认为比