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第1部分 现代固态发酵技术原理3

1现代固态发酵原理及其应用概述3

1.1 固态发酵的内涵3

1.2 固态发酵的特点4

1.3 固态发酵与液态发酵比较分析5

1.4 固态发酵的分类6

1.4.1传统固态发酵与现代固态发酵6

1.4.2 固态发酵的形式6

1.5 固态发酵反应器的进展8

1.5.1 静态固态发酵反应器与动态固态发酵反应器9

1.5.2 实验室固态发酵反应器、中试固态发酵反应器与工业级固态发酵反应器10

1.6 固态发酵技术简史16

1.7 固态发酵的应用17

1.7.1 固态发酵的产品17

1.7.2 固态发酵技术在资源环境中的应用研究20

1.8 固态发酵发展趋势和应用前景24

2固态发酵微生物生长代谢25

2.1 固态发酵微生物特征25

2.2界面的作用27

2.2.1 营养物在界面上的富集28

2.2.2界面分布的微生物28

2.2.3微生物界面效应的实践意义28

2.3 丝状微生物生长机制29

2.3.1初生顶部生长29

2.3.2 生长过程30

2.3.3 固态发酵过程中真菌的生长机制31

2.3.4 固态基质中的丝状微生物生长动力学33

2.4 固态基质中的细菌和酵母菌的生长与代谢33

2.5.1直接从固态培养基中分离测定34

2.5 固态发酵过程中生物量的测定34

2.5.3 测定出生物体中某些特殊物质的含量推知生物量35

2.5.2 通过检测代谢活动推断生物量35

2.5.4 利用与菌体生长有关的某些现象估测生物量36

3固态发酵基质原料特征37

3.1 适用于固态发酵的基质特征37

3.1.1 来源于农副产品的固态发酵基质38

3.1.2 固体基质的大分子结构38

3.1.3颗粒大小38

3.1.4 颗粒形状38

3.1.5 颗粒的多孔性38

3.1.6 颗粒均匀性及硬度39

3.1.7 固态发酵基质的异质性39

3.2 固态发酵基质的制备39

3.3.2 木质纤维素原料的主要化学成分41

3.3 木质纤维素作为固态发酵的基质41

3.3.1 植物细胞壁的结构和超结构41

3.3.3 木质纤维素的微生物降解43

3.3.4 利用木质纤维素作为固体发酵的基质43

3.4含淀粉的原料作为发酵基质45

3.4.1 淀粉的化学结构45

3.4.2 淀粉颗粒46

3.4.3 淀粉的微生物降解46

3.4.4淀粉基质的预处理46

3.4.5 利用淀粉作为固态发酵的基质47

4影响固态发酵过程的主要参数与控制策略48

4.1湿度与水活度48

4.2 温度与热量传递49

4.3 通气与传质过程51

4.3.2颗粒内氧的扩散52

4.3.3 氧气从气相主体到微生物的传递过程52

4.3.1 气体与固体培养基颗粒间的传质52

4.4 pH值54

4.5 固态发酵过程控制策略54

4.5.1 建立微机在线监控系统的意义55

4.5.2 发酵过程在线监控研究现状55

4.5.3 气相双动态固态发酵过程控制56

4.5.4 气相双动态固态发酵过程微机在线监控系统的建立56

4.6保持固态发酵过程高水活度的技术62

5混合固态发酵技术65

5.1 混合固态发酵工艺特点66

5.2 混合固态发酵工艺过程存在的问题67

5.3 混合固态发酵工艺过程67

5.4.2发酵过程条件控制69

5.4 混合固态发酵的因素69

5.4.1 发酵微生物的选择与培养69

6静态密闭式固态发酵技术70

6.1 静态密闭式固态发酵工艺过程与工艺特点70

6.1.1 温度控制70

6.1.2 水分控制72

6.2 静态固态发酵反应器72

6.2.1托盘式生物反应器73

6.2.2填充床式生物反应器74

6.2.3反应器的放大76

7动态密闭式固态发酵技术77

7.1 动态密闭式固态发酵工艺过程及特点77

7.1.1 搅拌77

7.2.1 转鼓式生物反应器78

7.1.2底物对搅拌器的影响78

7.2 动态密闭式固态发酵反应器78

7.2.2搅拌式生物反应器80

7.2.3 气固流化床反应器80

7.2.4 立式多层固态发酵罐81

7.2.5 动态固态发酵反应器的放大方法81

8气相双动态固态纯种发酵技术83

8.1 气相双动态固态纯种发酵的工艺过程84

8.2 气相双动态固态纯种发酵技术作用机制87

8.3 影响气相双动态固态纯种发酵的主要因素88

8.3.1 培养基料层厚度对纤维素酶固态发酵过程中的影响88

8.3.2 气体脉冲压力变化范围对纤维素酶固态发酵的影响89

8.3.3 气体脉冲周期对纤维素酶固态发酵的影响92

8.3.5 纤维素酶气相双动态固态发酵过程中的水活度变化93

8.3.4 气体内循环速率对纤维素酶固态发酵的影响93

8.3.6 气相双动态纤维素酶固态发酵与传统固态发酵酶活的比较94

8.3.7 压力脉冲口径的变化对纤维素酶固态发酵的影响94

8.4 气相双动态固态纯种发酵的技术经济效益与社会效益分析98

8.4.1建设投资小98

8.4.2生产成本低99

8.4.3 现代固态发酵燃动力消耗低100

8.4.4 现代固态发酵是清洁生产工艺101

8.4.5 为环保产业提供高新技术手段101

8.5装料方式101

9吸附载体固态发酵技术103

9.1 吸附载体固态发酵的载体特征103

9.2 吸附载体固态发酵过程分析104

9.2.1 吸附载体固态发酵提高了固态发酵环境的均匀性104

9.2.2 惰性载体吸附固态发酵促进了氧的传递105

9.2.3 相对静态的发酵环境106

9.3 吸附载体固态发酵的操作方式106

9.4 载体吸附连续固态发酵技术107

9.4.1 连续载体吸附固态发酵装置与方法109

9.4.2 载体处理110

9.5 吸附载体固态发酵技术经济分析110

9.6 吸附载体固态发酵的前景111

10 固态发酵无菌操作技术与接种技术112

10.1 固态发酵无菌操作技术112

10.2 固态发酵接种技术115

10.2.1 固态发酵的气流孢子接种技术115

10.2.2 固态发酵的文氏管液体接种技术115

11.1.1 大曲的生产工艺119

11.1 酿酒曲的生产工艺119

11传统食品中的固态发酵119

第2部分 固态发酵的应用119

11.1.2 麸曲的生产工艺123

11.1.3 小曲的生产工艺123

11.2 酱油曲的生产工艺124

11.2.1 种曲制备124

11.2.2 曲精126

11.2.3制曲126

11.3 豆腐乳的生产工艺127

11.3.1 豆腐乳生产类型及特征127

11.3.2豆腐乳生产发展129

11.4豆豉的生产工艺129

11.4.1 霉菌型豆豉生产130

11.4.2 细菌型豆豉生产133

12.1.1 米曲霉602固态发酵工艺134

12固态发酵酶制剂134

12.1 固态发酵淀粉酶的工艺134

12.1.2 枯草杆菌JD32固态发酵工艺135

12.2 固态发酵纤维素酶的工艺136

12.3 固态发酵蛋白酶的工艺138

12.3.1材料与方法138

12.3.2 发酵工艺及酶活力的影响因素138

12.3.3发酵条件的优化139

13生态农业中的固态发酵141

13.1 固态发酵生物农药141

13.1.1 生物农药的代表品种及杀虫谱141

13.1.2 农用抗生素生产的发展新方向——固态发酵144

13.2 固态发酵生物肥料144

13.2.2磷细菌肥料145

13.2.1根瘤菌肥料145

13.2.3 “5046”抗生菌肥料146

13.3 固态发酵生物饲料146

13.3.1饲料微生物147

13.3.2微生物饲料生产149

13.3.3微生物饲料发展前景155

14固态发酵医药157

14.1 药用真菌固体发酵的性质157

14.2 影响药用真菌固体发酵因素157

14.2.1菌种157

14.2.2基质158

14.2.3环境158

14.2.4后处理158

14.3 质量控制标准158

14.5.1理论根据159

14.4 现代药用真菌与固体发酵工程的发展159

14.5 药用真菌新型固体发酵工程159

14.5.2发酵组合的设计160

14.5.3菌质的药理筛选160

14.5.4产品的作用160

14.5.5存在的主要问题160

14.6 固态发酵抗生素161

14.6.1 洛伐他汀的固态发酵161

14.6.2 利用棒状链霉菌和顶头孢霉固态发酵生产头孢菌素163

15固体废物的固态发酵处理技术及可再生能源165

15.1 固体废物生物转换及其重要意义165

15.1.1 生物转换理论基础166

15.1.2 固体废物生物转换技术的应用166

15.2.2堆肥化基本原理167

15.2 固体废物堆肥化167

15.2.1 堆肥的原料167

15.2.3 好氧堆肥化工艺过程169

15.3有机废物厌氧发酵171

15.3.1 固态发酵沼气171

15.3.2 固态发酵酒精174

15.3.3 固态发酵产氢176

16土壤固态修复技术178

16.1 污染土壤微生物恢复技术的主要工艺类型178

16.1.1 原位微生物处理工艺178

16.1.2 异位微生物处理180

16.2土壤固态修复反应器181

16.2.1 生物过滤反应器181

16.2.3厌氧反应器182

16.2.2 固定化膜与固定化细胞反应器182

16.3 生物修复的应用前景183

17 固态发酵在生物冶金中的应用184

17.1 生物浸出中细菌催化作用及主要反应184

17.1.1 间接作用184

17.1.2 细菌的直接作用185

17.2工艺过程186

17.2.1 罐提取186

17.2.2 堆浸186

17.3 生物浸出的原则流程186

17.4 回收铀187

18 固态发酵在食用菌栽培中的应用189

18.1侧耳栽培189

18.1.1 栽培条件与方式189

18.1.2栽培技术190

18.2双孢菇栽培192

18.2.1 培养料的发酵192

18.2.2培养料的后发酵193

18.2.3栽培工艺193

18.3银耳栽培196

18.3.1培养料配方196

18.3.2 配料与装袋197

18.3.3灭菌与接种197

18.3.4生产管理197

18.3.5采收198

18.4灵芝栽培198

18.4.1栽培技术199

18.4.2 出芝室消毒和栽培袋堆放201

参考文献204