本文由广西民族大学海洋与生物技术学院覃思绮翻译，校对；朱玉章排版

固态生物反应器系统通常被认为是规模生产和从细菌和酵母中提取目标蛋白质的液体培养生物反应器的次要替代物。液体培养允许更有效地散热、培养物的均匀化和进料的增量添加。虽然液体培养为产品提取提供了高度的功能性，但它们在很大程度上仅限于生产离散的菌丝颗粒或组织片，使固态发酵生物反应器最适合利用菌丝体的三维结构或修改固体基质的应用。许多固态生物反应器设计已在工业上实施，但由于其专利性质，其开发和应用的细节很少报道（Mitchell等人，）。

10年来，EcovativeDesign（美国纽约州绿岛）一直在生产蘑菇复合材料，利用蘑菇菌丝体的结构生产防护包装、家具组件和其他产品。这些产品利用菌丝体的结构——细胞壁几丁质-葡聚糖基质和层状细胞间交联的紧密结合，将离散的木质纤维颗粒结合到具有固定几何形状的菌丝体复合材料中（Islametal.），具有足够的压缩和流动强度，能够承受各种用途在高应力应用中的应用。最初，这些菌丝体产品是在I型（Mitchelletal.）被动充气模制托盘培养系统中制造的，其中最大尺寸受被动代谢热和气体扩散的限制。自年以来，Ecovative投资开发了一种主动曝气固态生物反应器系统，该系统旨在通过与空调空气强制通风，实现大量菌丝体复合物内的气体交换和散热。采用这种大型固态生物反应器（称为散装仓式反应器；见图44）能够生产大型几何结构产品，而采用托盘式被动曝气系统无法生产这些产品。此外，与以前基于托盘的系统相比，生产这种材料所需的必要无菌已大大减少。散装料仓反应器系统生产的0.7m3砌块可使用水平带锯机切割成3cm厚的坯料，从单个料仓生产出多个单元，并为价格合理的FL-at库存面板提供多种产品机会。这是关于用于菌丝体材料生产的II型固态生物反应器系统的开发和应用的第一份报告，包括工程和生物学方面的考虑。

图44

a散装仓反应器系统，显示用于空气分配和调节的空气预处理系统，以及具有生长的菌丝体-木质纤维素复合块的仓培养单元；

b在从仓温育单元提取之后且在后处理之前的散装仓反应器系统菌丝体-木质纤维素块的实例；

c菌丝体-木材复合物的环氧树脂薄切片的光学显微照片，显示颗粒间菌丝基质的二维切片；

d在后处理期间从散装仓反应器系统菌丝体-木质纤维素块切割的板，显示了密封表面(顶部)、施加的层压材料(中部)和未完成表面(底部)的示例。

物理系统主要包括空气预处理系统和包括空气分配的容器（Mueller）。空气的预处理对于控制温度、湿度和气体浓度至关重要。空气通过粗颗粒过滤器引入系统，以保护鼓风机。关键的是，鼓风机能够在一定压力范围内提供空气，不仅能够在生长之前通过松散的基质，而且能够在压力最高的过程循环结束时通过菌丝体材料。从鼓风机，空气通过中冷器或风扇通风机冷却至可编程温度。这使得系统能够在外部温度不断变化的环境中运行，并且还可以控制风扇添加的可变热量，该热量可能会随着负载的变化而变化。然后，可将温度控制的空气分成多个气流，以支持多个容器。在这里，还测量每个容器内的流量（vol/vol/min），以确保达到所需的流速。

温度较高的空气随后进入一个湿度调节室，在该室中，空气通过水柱鼓泡。腐殖化室的设计深度和尺寸应能向空气中提供充足的水分，使其充分饱和。此外，由于将水蒸发到气流中的过程需要热量，因此安装了加热器，以增加持续加湿空气所需的能量，即使在非常高的流速下也是如此。通过改变该能量输入，可以在稳态运行期间精确控制湿度水平。腐殖化室（以及气流预处理系统的所有部分）的设计必须能够处理当颗粒间定殖降低孔隙度时，工艺结束时将持续的压力。有一定温度的空气进入加湿室，在加湿室中通过水柱鼓泡。加湿室设计有一定的深度和尺寸，可以向空气中提供足够的水分，使空气充分饱和。此外，由于将水蒸发到空气中的过程需要热量，因此可以使用加热器来增加所需的能量，使空气持续湿润，即使是在非常高的流速下。通过改变这种能量输入，可以在稳态运行时精确地控制湿度水平。此外，由于将水蒸发到气流中的过程需要热量，因此即使是在非常高的流量下，使用加热器可以增加持续加湿空气所需的能量。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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