现代固态发酵技术

1绪论

1?1固态发酵简介1

1?1?1固态发酵的内涵1

1?1?2固态发酵与液态发酵的区别3

1?1?3固态发酵的优势及应用4

1?2现代固态发酵的调控6

1?2?1基于固态发酵生物学特性的发酵调控6

1?2?2基于固体基质特性的发酵调控6

1?3固态发酵工程的发展11

1?3?1固态发酵的上游工程11

1?3?2固态发酵的中游工程13

1?3?3固态发酵的下游及辅助工程16

1?3?4发酵产品的后处理17

参考文献18

2固态发酵生物技术学原理

2?1固态发酵生物生理学概述20

2?1?1微生物代谢特征20

2?1?2固态发酵界面特性及其对微生物代谢的影响23

2?1?3固态基质中的丝状微生物生长26

2?1?4固态基质中的细菌生长36

2?1?5固态基质中的酵母菌生长38

2?1?6基于“分段拼接”思想的营养性载体基质固态发酵过程数值模拟39

2?2固态发酵固相基质特性48

2?2?1适用于固态发酵的固体基质种类48

2?2?2固态发酵固体基质的前处理53

2?2?3影响固态发酵的原料特性参数54

2?3固态发酵大规模无菌操作技术与接种技术55

2?3?1固态发酵大规模无菌操作技术55

2?3?2固态发酵接种技术58

参考文献58

3固态发酵工程与过程放大原理

3?1固态发酵的本质61

3?1?1发酵基质三相配比与微生物生理的关系61

3?1?2气相基质的特点及在固态发酵中的作用65

3?1?3蒸散过程对固态发酵的影响65

3?2固态发酵系统传递过程原理67

3?2?1固态发酵质量热量传递概论68

3?2?2固态发酵基质热量、湿分和溶质传输过程的理论基础69

3?2?3影响传递过程的固态基质物性参数73

3?2?4营养性载体基质的传递性质随菌体生长的变化75

3?3微生物生长中的物质能量传递88

3?3?1基质中空气的分布与传递89

3?3?2微生物对基质中热量传递过程的影响89

3?3?3微生物生长对基质水分传递的影响90

3?4固态发酵反应器的设计与放大91

3?4?1固态发酵反应器92

3?4?2影响固态发酵反应器设计的因素93

3?4?3固态发酵反应器放大原则95

参考文献98

4好氧固态发酵

4?1好氧固态发酵生物学及物理学基础101

4?1?1好氧固态发酵研究概况101

4?1?2好氧微生物与营养102

4?1?3好氧固态发酵中的物理化学作用104

4?1?4好氧固态发酵反应器108

4?2混菌固态发酵技术109

4?2?1混菌固态发酵的研究概况109

4?2?2混菌固态发酵工艺原理109

4?2?3混菌固态发酵评价111

4?2?4混菌固态发酵的关键技术112

4?2?5混菌固态发酵在生产中的应用112

4?3静态密闭式好氧固态发酵技术114

4?3?1浅盘式好氧固态发酵技术114

4?3?2填充床式好氧固态发酵技术119

4?4动态密闭式固态发酵技术124

4?4?1转鼓式好氧固态发酵技术125

4?4?2气固流化床式好氧固态发酵技术130

4?4?3气相双动态好氧固态发酵技术131

4?4?4不同工艺操作条件下固态基质发酵过程数值模拟134

参考文献143

5厌氧固态发酵

5?1厌氧固态发酵的生物学及物理学基础147

5?1?1厌氧固态发酵与好氧固态发酵的异同147

5?1?2厌氧固态发酵的生物学基础148

5?1?3厌氧固态发酵的物理学基础150

5?2厌氧固态发酵的类型151

5?2?1混菌厌氧固态发酵151

5?2?2纯种厌氧固态发酵163

5?3厌氧固态发酵反应器164

5?3?1乙醇发酵反应器165

5?3?2沼气干发酵反应器167

5?4厌氧固态发酵的应用169

5?4?1在饲料青贮中的应用169

5?4?2有机固体废物厌氧固态处理172

参考文献175

6吸附载体固态发酵原理与应用

6?1吸附载体固态发酵概论178

6?1?1吸附载体固态发酵178

6?1?2吸附载体固态发酵的优点179

6?2吸附载体固态发酵材料182

6?2?1惰性载体材料特性182

6?2?2惰性载体材料种类182

6?2?3吸附载体固态发酵原料处理183

6?2?4惰性载体上的微生物生长特性185

6?3吸附载体固态发酵的基本工艺及反应器188

6?3?1填充塔式吸附载体固态发酵188

6?3?2重复批次吸附载体固态发酵188

6?3?3连续式吸附载体固态发酵189

6?3?4卧式吸附载体固态发酵192

6?4吸附载体固态发酵工艺优化193

6?4?1含水量对吸附载体固态发酵的影响193

6?4?2水活度以及底物浓度对吸附载体固态发酵的影响195

6?4?3载体尺寸大小对吸附载体固态发酵的影响195

6?4?4载体堆积高度对吸附载体固态发酵的影响198

6?5吸附载体固态发酵的应用199

6?5?1以聚氨酯泡沫为载体固态发酵法生产克拉维酸199

6?5?2以聚氨酯泡沫为载体固态发酵法生产碱性蛋白酶204

6?5?3固态发酵生产克拉维酸的连续化及其反应器209

6?5?4以聚氨酯泡沫为载体固态发酵法生产黄原胶216

6?5?5以聚氨酯泡沫为载体固态发酵法生产细菌纤维素219

6?6吸附载体固态发酵的前景220

6?6?1吸附载体固态发酵的经济可行性及发展前景220

6?6?2吸附载体固态发酵存在的问题220

参考文献221

7现代固态发酵的发展趋势和应用前景

7?1固态发酵的发展趋势224

7?1?1对固态发酵本质的深入认知225

7?1?2固态发酵在线监测技术的研究与应用225

7?1?3固态发酵设备的研制225

7?1?4混合菌群的认知及广泛应用226

7?1?5多学科交叉中的固态发酵227

7?2固态发酵的应用前景以固态发酵为核心的生物质生物转化技术体系的构建227

7?2?1生物质生物转化体系的特殊性227

7?2?2固态发酵特征与生物质生物转化适用性231

7?2?3以固态发酵为核心的生物质生物转化研究进展234

参考文献242

本书是一部系统论述固态发酵的基本原理及其应用的专著。首先介绍了固态发酵的本质内涵及其发展历程；其次，分别从生物学角度和过程工程学角度阐述了固态发酵的本质及其影响因素；再次，详细介绍了好氧固态发酵、厌氧固态发酵、吸附载体固态发酵的基本原理、配套工艺及其产业化的相关情况；最后，基于作者对固态发酵的研究及认识提出了固态发酵的发展前景。 本书技术前沿，原创性较强，英文版由Springer公司出版。本书适合发酵工程、生化工程、食品工程等领域的高校、研究院所研究生。及企业相关技术人员参考阅读。