固(gu)體發(fa)酵罐(guan)和液體發酵罐(guan)的區(qu)別(bie)

固(gu)體發(fa)酵罐(guan)和液體發酵罐(guan)主(zhu)要(yao)有以(yi)下(xia)區別(bie)：

壹(yi)、發(fa)酵物(wu)料(liao)狀(zhuang)態

1. 固(gu)體發(fa)酵罐(guan)：

  - 物料(liao)形態：用於固(gu)體發(fa)酵，發(fa)酵物(wu)料(liao)通常(chang)呈(cheng)固(gu)態，如(ru)谷物、麩(fu)皮(pi)、木屑等(deng)。這(zhe)些固(gu)體基質為微(wei)生(sheng)物的(de)生(sheng)長(chang)提供(gong)了支撐(cheng)和營(ying)養來(lai)源(yuan)。

  - 水分含(han)量：固(gu)體發(fa)酵物(wu)料(liao)的(de)水分含(han)量相對較(jiao)低(di)，壹(yi)般(ban)在 30% - 70%之間。水分的(de)存在形式(shi)主(zhu)要(yao)是結(jie)合(he)水，而(er)非(fei)自由流動的(de)液(ye)態水。

2. 液體發(fa)酵罐(guan)：

  - 物料(liao)形態：適(shi)用於液(ye)體發(fa)酵，發(fa)酵物(wu)料(liao)為液(ye)態，通常(chang)是含(han)有(you)營(ying)養物(wu)質(zhi)的水溶(rong)液(ye)或懸浮(fu)液(ye)。微生(sheng)物在液(ye)體(ti)環(huan)境中(zhong)生長(chang)和代(dai)謝(xie)，營(ying)養物(wu)質(zhi)更(geng)容易被吸收(shou)利用。

  - 水分含(han)量：液(ye)體(ti)發(fa)酵物(wu)料(liao)的(de)水分含(han)量較(jiao)高，通常(chang)在 80%以(yi)上(shang)，幾(ji)乎(hu)全部是自由水，能(neng)夠(gou)為微(wei)生(sheng)物提供(gong)充足的(de)水分環(huan)境。

二(er)、結(jie)構特(te)點

1. 固(gu)體發(fa)酵罐(guan)：

  - 罐(guan)體設(she)計(ji)：壹(yi)般(ban)為立式(shi)或臥(wo)式(shi)罐(guan)體，結(jie)構相對簡單(dan)。罐(guan)體通常(chang)具(ju)有良好(hao)的(de)密(mi)封性，以(yi)防(fang)止(zhi)外(wai)界雜(za)菌(jun)的(de)汙(wu)染(ran)。由於(yu)固(gu)體物(wu)料(liao)的(de)流動性(xing)較(jiao)差，罐(guan)體內(nei)部可(ke)能會(hui)設置(zhi)攪(jiao)拌(ban)裝置或通風(feng)裝(zhuang)置，以(yi)促(cu)進(jin)物(wu)料(liao)的(de)混合(he)和氣體交換(huan)。

  - 通風(feng)系(xi)統：由於(yu)固(gu)體發(fa)酵過程(cheng)中需(xu)要氧(yang)氣(qi)供應(ying)，固(gu)體發(fa)酵罐(guan)通常(chang)配(pei)備通風(feng)系(xi)統。通風(feng)方式(shi)可以(yi)是自然(ran)通風(feng)或強制(zhi)通風(feng)，通過通風(feng)管(guan)道將(jiang)新(xin)鮮空(kong)氣引(yin)入(ru)罐(guan)體，同(tong)時排(pai)出(chu)二(er)氧化碳(tan)等(deng)廢(fei)氣。

  - 溫度(du)控(kong)制(zhi)：固(gu)體發(fa)酵過程(cheng)中會(hui)產生(sheng)熱(re)量，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)對發酵溫度(du)進(jin)行(xing)控(kong)制(zhi)。固(gu)體發(fa)酵罐(guan)通常(chang)采用夾套或盤(pan)管等方式(shi)進行(xing)加(jia)熱(re)或冷(leng)卻(que)，以(yi)維(wei)持(chi)適(shi)宜的(de)發酵溫度(du)。

2. 液體發(fa)酵罐(guan)：

  - 罐(guan)體設(she)計(ji)：通常(chang)為立式(shi)圓(yuan)柱(zhu)形容器，結(jie)構較(jiao)為復(fu)雜(za)。罐(guan)體內(nei)部設(she)有攪(jiao)拌(ban)裝置、加熱(re)裝(zhuang)置(zhi)、冷(leng)卻(que)裝置、通氣(qi)裝(zhuang)置等，以(yi)滿(man)足液(ye)體(ti)發(fa)酵過程(cheng)中的(de)各(ge)種需(xu)求(qiu)。

  - 攪(jiao)拌(ban)系統：液(ye)體(ti)發(fa)酵罐(guan)必(bi)須(xu)配(pei)備(bei)攪(jiao)拌(ban)系統，以(yi)保(bao)證發(fa)酵液(ye)的均勻混合(he)和氧氣的充(chong)分供(gong)應(ying)。攪(jiao)拌(ban)器的類型有(you)槳(jiang)式(shi)、渦輪(lun)式(shi)、螺旋式(shi)等，根據發(fa)酵液(ye)的性(xing)質(zhi)和工藝要求(qiu)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。

  - 通氣(qi)系(xi)統：液(ye)體(ti)發(fa)酵過程(cheng)中需(xu)要大(da)量的(de)氧(yang)氣(qi)，因(yin)此通氣(qi)系(xi)統至關(guan)重要(yao)。通氣(qi)方式(shi)可以(yi)是鼓泡(pao)通氣(qi)、機(ji)械(xie)攪(jiao)拌(ban)通氣(qi)或噴(pen)射通氣(qi)等(deng)，通過空(kong)氣壓(ya)縮機(ji)將(jiang)無菌(jun)空(kong)氣引(yin)入(ru)發(fa)酵罐(guan)，使發酵液(ye)中的(de)溶(rong)解(jie)氧(yang)含(han)量保(bao)持在適(shi)宜的(de)水平。

三(san)、操(cao)作(zuo)方式(shi)

1. 固(gu)體發(fa)酵罐(guan)：

  - 接種方式(shi)：固(gu)體發(fa)酵的(de)接種方式(shi)通常(chang)有(you)兩種，壹(yi)種是將(jiang)菌(jun)種與固(gu)體基質混合(he)後(hou)直(zhi)接裝(zhuang)入(ru)發(fa)酵罐(guan)，另(ling)壹(yi)種是先將(jiang)菌(jun)種在液(ye)體(ti)培養基中培養，然(ran)後(hou)將(jiang)菌(jun)液(ye)噴(pen)灑(sa)在固(gu)體基質上(shang)。

  - 物料(liao)添(tian)加和排(pai)出(chu)：由於(yu)固(gu)體物(wu)料(liao)的(de)流動性(xing)較(jiao)差，固(gu)體發(fa)酵罐(guan)的物(wu)料(liao)添(tian)加和排(pai)出(chu)相對較(jiao)麻(ma)煩(fan)。壹(yi)般(ban)采用人(ren)工或機(ji)械(xie)方式(shi)將(jiang)固(gu)體物(wu)料(liao)裝(zhuang)入(ru)罐(guan)內(nei)，發酵結(jie)束(shu)後，再(zai)通過出(chu)料(liao)口(kou)將(jiang)發(fa)酵產(chan)物排(pai)出(chu)。

  - 過程(cheng)控(kong)制(zhi)：固(gu)體發(fa)酵過程(cheng)的控(kong)制(zhi)相對較(jiao)難(nan)，因為固(gu)體物(wu)料(liao)的(de)傳熱(re)和傳質(zhi)性能(neng)較(jiao)差，溫度(du)、濕(shi)度(du)、氧(yang)氣等參數(shu)的分布(bu)不(bu)均勻。因此，需要通過監測不(bu)同位(wei)置(zhi)的(de)參數(shu)，並采取相應(ying)的(de)措施(shi)來(lai)保(bao)證發(fa)酵過程(cheng)的順(shun)利進(jin)行(xing)。

2. 液體發(fa)酵罐(guan)：

  - 接種方式(shi)：液體(ti)發酵的(de)接種方式(shi)比(bi)較(jiao)簡單(dan)，通常(chang)是將(jiang)菌(jun)種在液(ye)體(ti)培養基中培養至壹(yi)定(ding)濃度(du)後(hou)，直(zhi)接接(jie)入(ru)發(fa)酵罐(guan)。

  - 物料(liao)添(tian)加和排(pai)出(chu)：液體發酵罐(guan)的物(wu)料(liao)添(tian)加和排(pai)出(chu)比(bi)較(jiao)方便(bian)，可(ke)以(yi)通過管道和閥門進行(xing)控(kong)制(zhi)。在發(fa)酵過程(cheng)中，可(ke)以(yi)根據需(xu)要隨(sui)時添(tian)加(jia)營(ying)養物(wu)質(zhi)或調節 pH 值等參數(shu)。

  - 過程(cheng)控(kong)制(zhi)：液(ye)體(ti)發酵過程(cheng)的控(kong)制(zhi)相對容易，因為液(ye)體(ti)物料(liao)的(de)傳熱(re)和傳質(zhi)性能(neng)較(jiao)好(hao)，溫度(du)、pH 值、溶(rong)解(jie)氧(yang)等(deng)參數(shu)可以(yi)通過傳感(gan)器(qi)實(shi)時監測，並(bing)通過自動化控(kong)制(zhi)系(xi)統進(jin)行(xing)精(jing)確(que)調節。

四(si)、應(ying)用領域(yu)

1. 固(gu)體發(fa)酵罐(guan)：

  - 傳統食(shi)品(pin)加工：如醬油(you)、醋、豆豉(chi)、豆腐(fu)乳等(deng)的(de)生產(chan)。這(zhe)些傳統食(shi)品(pin)的發酵過程(cheng)通常(chang)采用天然的微生(sheng)物(wu)群(qun)落，在固(gu)體基質上(shang)進(jin)行(xing)發(fa)酵，具(ju)有獨(du)-特(te)的風(feng)味和營(ying)養價(jia)值。

  - 飼料(liao)生(sheng)產：固(gu)體發(fa)酵可(ke)以(yi)將(jiang)壹(yi)些農業(ye)廢(fei)棄物如(ru)稭稈、糠(kang)麩(fu)等(deng)轉化為高蛋(dan)白的(de)飼料(liao)，提高資(zi)源(yuan)利用率。

  - 生物農藥(yao)和生物肥料(liao)生(sheng)產：利用固(gu)體發(fa)酵技(ji)術(shu)可以(yi)生(sheng)產壹(yi)些對環(huan)境友(you)好(hao)的(de)生(sheng)物(wu)農藥(yao)和生物肥料(liao)，減(jian)少化學農藥(yao)和化肥的使用。

2. 液體發(fa)酵罐(guan)：

  - 醫藥(yao)工(gong)業(ye)：用於生(sheng)產抗(kang)生(sheng)素、疫(yi)苗(miao)、酶(mei)制(zhi)劑(ji)、氨基酸等生物(wu)制(zhi)品(pin)。液體發酵技(ji)術(shu)可以(yi)實(shi)現大(da)規模(mo)、高效(xiao)率(lv)的生(sheng)產，滿(man)足醫藥(yao)工(gong)業(ye)對高質(zhi)量產(chan)品(pin)的需求。

  - 食(shi)品(pin)工業：如啤(pi)酒(jiu)、葡(pu)萄酒(jiu)、果(guo)汁(zhi)等飲(yin)料(liao)的(de)生產，以(yi)及(ji)酵母(mu)、乳酸(suan)菌(jun)等(deng)食(shi)品(pin)添加劑的生(sheng)產(chan)。液(ye)體(ti)發酵可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)生產出(chu)大量的(de)產(chan)品(pin)，且(qie)產品(pin)質量穩(wen)定。

  - 化工工(gong)業：用於生(sheng)產有(you)機(ji)酸(suan)、酒(jiu)精、生(sheng)物燃料(liao)等(deng)化工產(chan)品(pin)。液體發酵技(ji)術(shu)可以(yi)利用微生(sheng)物將(jiang)廉(lian)價的(de)原料(liao)轉化為高附(fu)加(jia)值的產品(pin)，具有廣闊(kuo)的應(ying)用前景(jing)。