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第1章 绪论 1

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

第2章 固态发酵生物技术学原理 20

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

第3章 固态发酵工程与过程放大原理 61

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

第4章 好氧固态发酵 101

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

第5章 厌氧固态发酵 147

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

第6章 吸附载体固态发酵原理与应用 178

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

第7章 现代固态发酵的发展趋势和应用前景 224

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