本文介紹固態發酵的原理、應用領域和工藝優勢，概述了物料、傳熱、pＨ 值等參數對發酵的影響，為研發新型固體發酵設備和改進固態發酵生產工藝提供參考。
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固體發酵技術在我國有非常悠久的歷史，如醬油、食醋、豆豉、麵包酒麴、食用菌等方面。近些年，固體發酵得到了進一步的擴大，主要有有機酸、酶製劑、農業微生物產品等。
廣義上講固態發酵是指一類使用不溶性固體基質來培養微生物的工藝過程，既包括將固態懸浮在液體中的深層發酵，也包括在沒有（或幾乎沒有）游離水的溼固體材料上培養微生物的工藝過程。多數情況下是指在沒有或幾乎沒有自由水存在下，在有一定溼度的水不溶性固態基質中，用一種或多種微生物發酵的一個生物反應過程。
狹義上講固態發酵是指利用自然底物做碳源及能源，或利用惰性底物做固體支持物，其體系無水或接近於無水的任何發酵過程。
與液體發酵相比，劣勢在於：
1、固體發酵中微生物的生長過程中，具有各部溫差較大、發酵原料不可溶的特點；
2、微生物細胞的菌體生長過程中大多數疊加在一起生長，直接與載體接觸的菌體同在它上面的菌體生長的環境有所區別，提供氧氣方面，外層要好於內層；提供營養方面，內層微生物要好於外層微生物，通過菌體之間的間隙來獲取。因此，可以認為每個微生物菌體之間的生長環境是不同的。
優勢在於：
1、水分活度低，基質水不溶性高，微生物易生長，酶活力高，酶系豐富；
2、發酵過程粗放，不需嚴格無菌條件；
3、設備構造簡單、投資少、能耗低、易操作；
4、後處理簡便、汙染少，基本無廢水排放。
所使用的微生物主要是好氧微生物包括細菌、酵母菌、放線菌和黴菌固體。
根據發酵基質的狀態分為靜態方式和動態方式以及介於二者之間的壓力脈衝式反應器發酵。
1、靜態方式
發酵物料基質保持相對靜止狀態，如淺盤式發酵。
2、動態方式
發酵物料基質處於運動的狀態，如轉鼓式反應器發酵。這種發酵方式，可以使發酵物料在各處的位置環境一致，發酵產生的熱量可以及時排出，具有較高的生產效率，機械化要求程度較高。
3、壓力脈衝式反應方式
是近年來興起的一種新技術，它通過調節反應器中空氣的壓力，達到強化物料中熱量和物質傳遞，改變發酵料層內氣相的傳送方式
對營養要求簡單粗放並且在基質中生長發育迅速，對真菌類要求菌絲的穿透力要強，能夠深入到料層中，並且有完整酶系。
1、醬油
以大豆、麩皮等為原料，經微生物固態發酵製成的液體調味品。醬油在我國食品行業中佔有重要的地位。
2、白酒
發酵工藝有固態、半固態和液態三種。固態發酵一般過程，將糧食蒸煮冷卻後加入大曲混勻的糧醅和經發酵蒸過一次酒的糧醅冷卻後加入大曲,稻殼混勻構成的酒醅,裝入到發酵容器後分別運至各自的密閉發酵室發酵。
3、豆豉
多採用黑豆或黃豆為原料，經發酵製成，經發酵後，產品中的胺基酸和異黃酮等成分增加。
4、腐乳
是在我國傳統食品豆腐的基礎上經過微生物進一步發酵而製成的風味獨特的調味品。根據使用的微生物不同分為細菌型、根黴型和毛黴型３種。
5、乳酸
生產乳酸的微生物有細菌、真菌、酵母菌等。細菌主要有芽孢桿菌、乳酸菌，真菌中米根黴菌是近年研究的熱點。
6、檸檬酸
是產量最大的有機酸，SSG法生產檸檬酸有很大潛力。現已研究了利用香蕉皮、甘蔗渣、蘋果渣、麥麩、橘皮、麥稈、玉米秸稈等原料生產檸檬酸的工藝。
固態發酵在微生物肥料生產中有廣泛的應用：
芽孢桿菌保質期較長，在農業生產中應用最多，主要包含枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌。放線菌以鏈黴菌的生產和應用為主，目前應用最多的是細黃鏈黴菌。
固態發酵在飼料生產中的應用。
採用的微生物主要有乳酸菌、酵母菌，發酵後原料更容易被動物消化吸收，提高了飼料的利用率。同時產生發酵的代謝產物有活性肽、降解酶、酸類等功能性營養成分，提高了動物對疾病的抵抗能力。
固態發酵生產數量最多、產量最大的生物燃料無疑是乙，利用木質纖維素生產燃料乙醇是研究的焦點。
利用SSF，可以實現生物轉化和降解毒素的功能，利用固態發酵技術對農作物及農作物廢棄物進行生物轉化，節約了生產成本並提高了其營養價值。
固態發酵的原料主要提供給微生物生長需求的養分，為保證良好透氣性，還要添加一些輔料，如稻殼等。同時還有促進微生物、養分傳遞的水分，原料成分的顆粒大小及含水量對發酵的影響非常大。
固體發酵過程中，沒有自由流動的液體，導致原發酵料中的熱量不容易散發出去，引起熱量的集聚，使物料的溫度升高，從而影響微生物的生長及發酵產物的代謝。如何將微生物代謝產生的熱量儘快地傳遞出去，是微生物固體發酵生產中的一個首要任務，到目前為止，固體發酵行業的生產主要還是採取提高通風量和翻拌頻率的手段。
在固體發酵過程中，pＨ值的檢測方法有一定的難度，很難採用合適的技術路線進行在線檢測和控制。通常採取添加一些具有優良緩衝作用的原料，有助於發酵過程中對pＨ的控制，在實際的發酵生產過程中，控制好原料的初pＨ值，加入適量的緩衝液，如果發酵後期pＨ降低，那麼在初始培養基中加入適量的銨鹽來調節。
現有理論認為固體發酵的傳質過程由固——液——氣三相組成。固是含有營養成分的固態基質，液是指機制表面的一層液膜，氣是指基質顆粒之間充滿空氣的間隙，三相共同決定了固態發酵基質的物性，又與其傳質、保水、透氣、導熱性能密切相關。
由於存在傳質和熱集聚效應，傳統的固體發酵生產設備規模不是很大，從而限制了固體發酵行業的發展，隨著對發酵動力學數學模型的認識逐步提高以及各種傳感器性能的提高，利用發酵系統軟體實現在線控制和遠程控制，固態發酵生產過程將更加智能化，產品性能也將趨於穩定。
1、百度文庫
2、谷軍，張小彥《固態發酵技術應用及進展》
3、www.fajiaoren.com
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