淺談固體發(fā)酵罐工作原理、系統功能及應用領(lǐng)域
固體發(fā)酵罐的工作原理:微生物生長(cháng)在潮濕、不溶于水的發(fā)酵基質(zhì)中,在固體發(fā)酵過(guò)程中沒(méi)有游離水。隨著(zhù)微生物產(chǎn)生游離水的增加,固體發(fā)酵的范圍擴大到固體顆粒的粘性發(fā)酵和懸浮發(fā)酵??梢哉J為,每個(gè)細胞的生長(cháng)環(huán)境是不一樣的。為了提高栽培效率,采用增加表面積的方法。在實(shí)驗室中,常用的是傾斜試管、培養皿、三角瓶和凱氏瓶。在大多數工廠(chǎng)中,使用曲軸、窗簾和通風(fēng)曲池,特別是在真菌的培養中。目前,固態(tài)培養仍然用于制曲。由于以麩皮等農副產(chǎn)品為原料,價(jià)格便宜,顆粒表面積大,通風(fēng)疏松,容易獲得大量的原料,因此釀造工業(yè)得到了廣泛的應用。然而,大規模的表面培養技術(shù)還存在許多困難。在發(fā)酵生產(chǎn)中,液體深層培養主要用于液體深層培養。
加熱、殺菌和冷卻系統:加熱和冷卻可以通過(guò)夾套、罐內外螺旋板、空心攪拌軸進(jìn)行。冷卻加熱效果好,冷卻冷卻時(shí)間短,高溫滅菌過(guò)程中加熱蒸汽不直接接觸發(fā)酵載體,使發(fā)酵物料在罐內保持理想的濕度。在罐體中部設置有溫濕度計,可以隨時(shí)控制發(fā)酵物料的溫度和濕度狀況。罐底兩側裝有無(wú)菌空氣入口??諝馔ㄟ^(guò)螺旋板的縱向和徑向軌跡在罐底均勻分布,使物料與無(wú)菌空氣均勻接觸并充分混合。在罐頂上安裝噴霧接種裝置,不僅可以在發(fā)酵過(guò)程中及時(shí)接種,而且可以調節固體物料的濕度。
固態(tài)發(fā)酵罐:固態(tài)發(fā)酵是指在沒(méi)有或幾乎沒(méi)有自由水的情況下,用一種或多種微生物在水溶性固體基質(zhì)中加入一定濕度的生物反應過(guò)程??紤]到生物反應過(guò)程的本質(zhì),固態(tài)發(fā)酵是以氣相為連續相的生物反應過(guò)程。固體發(fā)酵具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、發(fā)酵過(guò)程易于控制、對無(wú)菌要求相對較低、不易產(chǎn)生大規模污染等優(yōu)點(diǎn)。真菌是固態(tài)發(fā)酵中最常用的微生物,因為它們的菌絲和植物根一樣,可以在固態(tài)表面生長(cháng)并滲透到基質(zhì)中產(chǎn)生多種胞外酶。與其他單細胞細菌和酵母菌相比,真菌更適合固態(tài)發(fā)酵環(huán)境。
固體發(fā)酵劑的應用:在固體培養基表面接種微生物進(jìn)行生長(cháng)繁殖的方法稱(chēng)為固體培養法。它是一種表層文化。它廣泛用于培養好氧微生物。例如,用于微生物形態(tài)觀(guān)察或保存的瓊脂斜面培養、用于平板分離或活細胞計數的平板培養是固體表面培養方法。當使用這種方法來(lái)匹配氧微生物。固態(tài)發(fā)酵目前在傳統發(fā)酵工業(yè)中使用。例如,醬油的生產(chǎn),從菌種培養到曲制,然后發(fā)酵,采用固體法。發(fā)酵條件相對開(kāi)放,工藝簡(jiǎn)單,設備簡(jiǎn)單,成本較低。雖然深層液體發(fā)酵最近被一些廠(chǎng)家采用,但其味道顯然與固體發(fā)酵無(wú)可比擬。例如,在食醋生產(chǎn)中,一些廠(chǎng)家使用原液后固體,目的是改善食醋的風(fēng)味。