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细菌纤维素（Bacterial Cellulose，简称BC）是天生的具有纳米纤维网状结构纤维素。由于细菌纤维素具有独特的物理化学性质，因此成为近年来国内外生物材料研究的热点。细菌纤维素已广泛应用于食品饮料和保健品行业，在造纸、功能材料、石油开采、生物医学材料等各领域具有广泛应用前景。该纤维素产品的主要问题是生产效率低，尚未能在工业领域大规模生产。为提高其生产效率，需要研发高效反应器，寻找优秀生产菌株。目前研究发酵生产细菌纤维素的反应器主要有两大类，一类是浅盘静置反应器，另一类是搅拌釜式反应器。在工业生产上，反应器会直接影响到细菌纤维素的产量，反应器既要让菌种生长和快速繁殖，又要考虑到过高的机械搅拌速率带来的剪切力等不利因素对纤维素生产的影响。通过对发酵罐改进，比如改变反应器形状或者设计新的搅拌桨，可以获得改善的效果。国内外研究人员通过改变罐体外形，改变工作原理等方法对反应器进行了改造和改进。本文采用了一种自主设计的新型水平生物反应器，该反应器通过一个敷有纱布的低速转动的水平转鼓，营造一种“亚动态”的反应环境。这种“亚动态”培养方式依据细菌纤维素生产菌（木醋杆菌）的生理习性设计，可提高氧传质速率，避免过高剪切力对菌株生长的不利影响，显著提高了BC的生产效率。本课题将深入研究这种新型反应器，提高该反应器上细菌纤维素的产量，为今后改进细菌纤维素的工业生产方法提供参考。同时，本课题通过在相同条件下，比较了三种不同培养方式（水平生物反应器、机械搅拌反应器、培养瓶静置培养）下BC产量、pH、残糖等的变化规律，来分析该新型反应器的应用潜力。木醋杆菌的分泌和合成效率较高，是目前工业生产的主要菌种。我们利用前期筛选的ATCC23770，DHU-YQ-1，DHU-ZCY-1，DHU-ZGD-1木醋杆菌为生产菌，在水平转鼓发酵罐中进行比较研究，拟挑选出合成纤维素能力强的生产菌株，并对产物进行了表征分析。研究了木醋杆菌菌株通过机械搅拌反应器，水平转鼓反应器和浅盘静置生产的细菌纤维素物化性质差异，包括使用扫描电子显微镜观察结构形态、含水率的比较、持水失水性能比较、拉伸强度等。结果显示，水平转鼓反应器的生产速度比较快，生产效率比较高达到82.5mg L-1h-1，明显高于静置培养35.9mg L-1h-1和机械搅拌罐培养55.7mg L-1h-1的速率，适合规模化生产时使用。机械搅拌反应器形成的纤维素不规则，水平转鼓反应器生产的纤维素可以形成纤维素膜，杨氏模量达到了1040Mpa，力学性能比较好，接近静置培养生产的膜的杨氏模量1300MPa。DHU-ZGD-1菌株在水平反应器中合成纤维素产量最高，4%的葡萄糖浓度下纤维素的粗产物产量可以达到25.3g/L，比产量第二高的菌株产量高了20%，生产速率可以达到150.6mg L-1h-1，形成的膜的机械性能最强，杨氏模量达到1150MPa，最大断裂强度达到超过50MPa，比其他菌株高50%以上，所以最适合在水平反应器上生产。本课题使用的水平反应器只是一个简单的玻璃原型机，密封性，易用性都达不到工业的使用要求，为此，本文对该反应器模型进行初步放大，设计了30L罐体容积的不锈钢罐。期望通过更大规模的水平反应器来对该类优化改进，努力将该反应器推广到工业生产上。