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發酵有固態發酵、液態淺盤發酵和深層發酵 3種方法。固態發酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農副產品為原料，配好培養基后，在常壓下蒸煮，冷卻至接種溫度，接入種曲，裝入曲盤，在一定溫度和濕度條件下發酵。采用固態發酵生產檸檬酸，設備簡單，操作容易。液態淺盤發酵多以糖蜜為原料，其生產方法是將滅菌的培養液通過管道轉入一個個發酵盤中，接入菌種，待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發酵。發酵時要求在發酵室內通入無菌空氣。深層發酵生產檸檬酸的主體設備是發酵罐。微生物在這個密閉容器內繁殖與發酵。現多采用通用發酵罐。它的主要部件包括罐體、攪拌器、冷卻裝置、空氣分布裝置、消泡器，軸封及其他附屬裝置。發酵罐徑高比例一般是1:2.5，應能承受一定的壓力，并有良好的密封性。除通用式發酵罐外，還可采用帶升式發酵罐、塔式發酵罐和噴射自吸式發酵罐等。