现代固态发酵技术工艺、设备及应用研究进展（三）
1.7.4 圆盘式反应器
圆盘式反应器底部通常由两层金属网制成，无菌空气由底部均匀进入1 m左右厚的发酵基质。几个并排的螺旋式搅拌器在以一定的速度水平运动的同时，还以适当的转速自转。在搅拌器上还有2~3个喷头，用于补水，结构示意见图。本反应器易于放大进行工业生产，但不能进行无菌操作，只能用于自然发酵和混合发酵过程。
1.7.5其他
还有根据不同需要制作的不同固态发酵反应器，如气相双动态固态发酵技术及装置(示意见图。该项技术已成功地从实验室的2、50、800L放大到25、50、70m3的工业级生产规模。应用范围涉及到抗生素、酶制剂、有机酸、食品添加剂、生物农药和生物肥料等。
2 现代固态发酵技术的应用
固态发酵技术在传统功能食品和酒类酿造方面得到了广泛应用，如酱油、米酒、豆豉、黄酒和白酒等。从传统固态发酵发展到现代固态发酵，该技术在生产抗生素、酶制剂、精饲料、有机酸、生物活性物质等方面发挥了重大作用，并进一步扩大到生物转化、生物燃料、生物防治、垃圾处理及生物修复等领域，固态发酵作为潜在的技术引起人们的密切关注。
2.1 生物转化
利用固态发酵技术对农作物及农作物残渣进行生物转化提高其营养价值具有巨大经济价值。现在食品和饲料行业对其利用越来越广泛。如利用根霉菌对木薯及木薯渣进行发酵以提高其营养价值;利用白腐菌或黄孢原毛平革菌对木质纤维素进行降解；利用木霉发酵棕榈提高其在饲料行业的利用率。
2.2 生物燃料
用农业、工业残渣固态发酵生产生物燃料可大致分为两大类:气体和液态生物燃料。对传统沼气进行净化可得到新型生物燃料;生物制氢是一个相对较新的生物燃料的气体类型，由氢细菌、产酸和产甲烷细菌联合厌氧发酵农工业废物。液体生物燃料最近被分为生物乙醇和生物柴油。由于世界能源危机生物乙醇表现出了振奋人心的重要性，生物柴油作为石油的潜在替代品不断得到发展。利用固态发酵方法生产生物乙醇有可消除糖的制备过程，节省成本;降低发酵罐体积，无废水;降低能耗等优点，发酵过程由酵母产生的转化酶和酒化酶对天然原料(如甜菜、苹果渣、甜高粱和木薯等)进行转化。与酒精不同，生物柴油是一种酯，生物发酵提取的乙基或甲基酯可以与传统柴油混合或100%地作为生物柴油使用。Amin等用微藻处理工业废水生产藻油取得突破性进展，藻油经简单处理即可作为生物柴油。
2.3 生物防治
生物防治是一种既不污染环境，又可杀死害虫或病菌的办法，是利用有益生物或其他生物来抑制或消灭有害生物的一种防治方法，常见的有应用真菌、细菌、病毒和能分泌抗生物质的抗生菌(对人体和环境不产生公害)。利用固态发酵生产真菌杀虫剂，药物对害虫的毒力得到极大的提高。如早期的白僵菌、苏云金杆菌杀虫;又如假单孢杆菌、哈慈木霉和绿色木霉复合使用能最大限度地抑制尖孢镰刀菌香蕉转化型。使用固态发酵微生物肥料能减轻西瓜、黄瓜连作障碍。
2.4 垃圾处理
目前国、内外城市垃圾处理主要采用填埋、焚烧、发酵等方法，其中填埋技术占地面积大，不易降解;采用垃圾焚烧技术，其减量化程度高，但投资巨大且受到烟气排放的制约;发酵技术具有减容、减量及无害化程度低及可再循环利用等优点成为国内外垃圾处理方面的首选。利用固态发酵技术加工处理生活垃圾，不但解决了资源短缺等问题，同时降低了垃圾排放。德国Eggersmann公司采用Horstmann隧道仓发酵系统对分类收集的有机垃圾、不含重金属等工业有害物进行处理，生产高等级的有机肥料，处理能力为7.3万吨/年。西班牙巴塞罗那的ECOPARE垃圾综合处理厂采用垃圾前分选、好氧堆肥、厌氧发酵、沼气发电等工艺可处理城市混合垃圾和餐馆垃圾，日综处理能力为1050吨。加拿大Edmonton处理厂采用滚筒发酵工艺技术，每年生产12.5万吨腐熟堆肥。中国广东省博罗县采用分选、有机垃圾发酵、肥料加工、可燃物热解、气化发电、无机垃圾填埋等工艺相结合的系统集成技术对生活垃圾进行处理，生产有机复混肥。
2.5 生物修复
固态发酵生物技术是有毒化合物生物降解与环境生物修复的有益工具。如国家海洋局第三研究所学者利用太平洋深海红球菌(Rhodococcussp。TW53)修复石油污染海水和湖水，石油的分解率达到90%，同时收集菌体还可得到富含FA的油脂59.18%。利用Postreatus对含有咖啡因的物质进行固态发酵进行生物修复可达到对咖啡因降解的目的。希腊学者利用微生物去除垃圾填埋场中的腐植酸，去除率可达85%以上。
转自河南工业大学学报 ( 自然科学版 ) 第 3 2卷第 1 期《现代固态发酵技术工艺、设备及应用研究进展》作者：李浪、杨旭、薛永亮
