Процессы ферментации являются ключевым этапом биотехнологических производств. Именно характер ферментации определяет характеристики будущих продуктов. В промышленной биотехнологии ферментация осуществляется с помощью различных микроорганизмов, в основном это грибы и бактерии.

Конечный продукт зависит от выбора объекта для проведения ферментации. Например, ферментируя глюкозу, можно получить при помощи дрожжей этиловый спирт, дрожжевую биомассу, а при помощи некоторых видов бактерий можно получить из той же глюкозы аминокислоты — лизин, треонин, триптофан, органические кислоты — итаконовую, молочную, лимонную и другие продукты биосинтеза.

Биотехнологические производства имея большое количество отличий, вместе с тем имеют и много общего. Например, используя в качестве основного сырья пшеницу, процесс вначале будет общим для проведения ферментаций различного типа:

  • прием и хранение сырья
  • очистка
  • размол и отделение отрубей
  • смешивание муки с водой
  • разделение полученного теста на горизонтальной центрифуге (декантер)
  • переработка некрахмалистых компонентов зерна (пентозаны, клетчатка, глютен)
  • осахаривание крахмала до глюкозы

Целевым в этой схеме является гидролизат крахмала — раствор глюкозы, который затем может упариваться для более длительного хранения в качестве питательной среды для процессов ферментации или непосредственно подаваться на ферментацию. Процесс ферментации протекает в основном по следующей схеме:

  • подготовка раствора глюкозы (разжижение, добавление питательных факторов, стерилизация, охлаждение, добавление термолабильных питательных факторов)
  • выращивание засевной маточной культуры продуцента (так называемая стадия чистой культуры — ЧК)
  • засев чистой культурой подготовленного раствора глюкозы (питательная среда)
  • подача воздуха или без нее при постоянном перемешивании, регулирование температуры и рН, регулирование концентрации тех или иных компонентов и подпитка ими при необходимости.

Процессы ферментации относительно питательной среды могут быть периодические, периодические с подпиткой, непрерывные (проточные), отьемно — доливные и другие, отличающиеся между собой некоторыми параметрами.

После проведения ферментации, следуют дальнейшие стадии биотехнологического процесса, связанные, как правило, с выделением и очисткой целевых продуктов биосинтеза.