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目前研究表明以表面发酵法生产广式米醋，液体表面形成的细菌纤维膜完整性对发酵产酸有重要影响，当细菌纤维膜完整性遭受破坏则会导致产酸能力急剧降低或停滞。本文研制了一套填料塔式表面发酵装置，旨在维持细菌纤维素膜完整、稳定的条件下方便进行补料操作，以提高发酵稳定性以及米醋总酸度。填料塔式表面发酵以木醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)RF4为菌种，用含乙醇的培养液为原料进行醋酸发酵。研究比较了在填料塔式发酵装置与静置三角瓶进行单批发酵的总酸度和纤维素产量的变化情况，在单因素实验基础上对填料塔式装置发酵工艺实施了正交优化；后续通过对表面装置发酵的补料工艺提高发酵总酸度进行探究，发现维持酒精底物浓度对于提高总酸度和平衡发酵产物有重要影响，并对表面发酵装置半连续发酵的生产寿命进行研究；最后测定表面发酵装置酿造广式米醋的风味提出改进措施。整个研究为广式米醋实现工业化、连续化生产提供工艺和参数支持。研究主要结论如下：(1)以发酵总酸度比较，填料塔式装置单批发酵和静置单批发酵的最高总酸度分别为3.87g/100mL和3.95g/100mL，且利用装置发酵达到酸度峰值的时间比静置发酵提前2d，说明用装置进行单批发酵能基本取代表面静置发酵产酸效果，但对酸度的提高作用不显著；静置发酵由于表面菌膜的阻隔导致发酵后期发酵液中溶氧量下降至2.00mg/L以下，装置发酵因为液体循环和纤维素膜的相对位置改变，溶氧量可稳定维持在5.00-6.00mg/L，说明填料塔式装置有利于稳定发酵液的溶氧，而提高发酵液中溶氧是缩短发酵时间的有效途径。通过正交优化装置单批发酵在5.0%(V/V)酒精度、10.0mL/min发酵液流速、4.0%(V/V)接种量、填充材料50.0%空隙率的条件下装置发酵可以获得最高产酸4.12g/100mL。(2)在保持纤维素膜完整性前提下，装置补料发酵在发酵13d达到最高总酸度7.07g/100mL，最高总酸度和达到最高酸度时间分别比静置组提高13%和缩短15%，说明装置发酵在分批补料操作中比静置发酵效果好。低酒精度下，木醋杆菌增殖速度快且发酵倾向于纤维素的合成，而高酒精度时倾向于产醋酸，但酒精度过高也会抑制醋酸产生。在5.0%(V/V)酒精度的恒酒精度分批补料发酵最高总酸为7.17g/100mL，纤维素产量为0.18g/100mL，在制醋角度达到酒精最佳转化。提高补料频率利于维持底物浓度相对稳定，实验结果表明：补料频率从48h缩短至24h和12h，最高酸度所需时间可分别减少1d和3d，但对无法提高最高酸度。因为缩小补料间隔，有助于维持高ADH活力，提高产酸速率，而最高酸度与酒精度有关。在半连续发酵条件下，菌种保持高产酸活力可达24d。(3)填料塔式发酵装置酿造广式米醋挥发性成分为乙酸、乙酸乙酯、乙醇、苯甲醛、苯乙醇、乙酸苯乙酯，时间比传统酿造缩短20-30d，酸类和醇类的酯化、酮化作用不充分，并存在丁酸、己酸等风味前体物质。