细菌纤维素(Bacterial cellulose，简称BC)是由微生物合成的一种生物材料，具有比天然纤维纯度更高、性能更优的特点，是目前材料研究的热点之一。 目前国内利用微生物合成细菌纤维素的研究多数采用静态发酵，但静态发酵时浅盘堆积占用空间大，且容易感染杂菌，在发酵过程中无法调节溶解氧和pH值，发酵周期长，难以形成规模化生产。因此，本课题根据细菌纤维素生产菌株的生长及产物合成特性，结合动态培养与静态培养的优点，设计出了一种适合于该菌株生长特性和产物合成特性，供氧量可调节、剪切力较低的细菌纤维素生物反应器并主要对该反应器的一些设计参数及利用该反应器发酵生产细菌纤维素的工艺进行了优化，为使用细菌纤维素生物反应器规模化生产细菌纤维素提供了理论依据。 本研究对试验菌株Acetobacterxylinum QAX993的形态、革兰氏染色以及生长曲线进行了观察与分析，结果表明：试验菌株Acetobacter xylinumQAX993为短杆状革兰氏阴性菌，培养15-20h左右为其对数生长期；对细菌纤维素生物反应器材质、转盘的结构及相关参数进行了设计研究，结果表明：反应器及转盘选用PVC塑料材质，为增大转盘对菌体及纤维素的吸附性，在转盘两侧设置放射状的木质凸起物；对细菌纤维素生物反应器和传统静态培养方式生产细菌纤维素进行了比较研究，结果表明：试验菌株适合在本反应器中生产细菌纤维素，经8d的发酵，其产量比静态培养方式提高了2.79g/L，约1.64倍。 本研究在上述研究基础上，对试验菌株在细菌纤维素生物反应器中的分批发酵工艺条件进行了优化，结果表明：当培养基中的初糖浓度为3％时，试验菌株在反应器中对糖的转化率最高，为1：5.3即18.9％；当反应器转速为20 r/min、发酵过程中发酵液pH值控制在4.5时，最利于细菌纤维素的产生。对试验菌株在细菌纤维素生物反应器中的分批补料发酵工艺条件进行了研究，结果表明：发酵中残糖浓度为1.5％，并维持该浓度时细菌纤维素的产量可达到7.63g/L。 本研究以静态及细菌纤维素生物反应器培养得到的纤维素为实验对象，通过对细菌纤维素持水性、纯度、结晶度及纤维丝结构的测试，研究分析了两种不同培养方式下得到的细菌纤维素的性质与结构的差异。结果表明：用细菌纤维素生物反应器动态培养所得到的细菌纤维素比静态培养得到的细菌纤维素具有更高的持水性，纯度为95.8-96.5％。通过X-射线衍射图谱和扫描电子显微镜的测试，发现不同培养方式得到的细菌纤维素的晶体类型相同，都呈纤维素Ⅰ晶态，但静置培养的纤维素的结晶度和L所占的比例都较细菌纤维素生物反应器培养的大。不管是静置培养还是使用细菌纤维素生物反应器培养，Acetobacter xylinum QAX993合成的细菌纤维素都是由许多纤维丝带相互缠绕而形成的网络结构，静置培养比细菌纤维素生物反应器培养所得的纤维丝带更致密，纤维丝更细一些，但两者的纤维丝带直径相差并不大，大约都在10nm-40nm范围内。