industrieel toegepaste biologische gisting voor de fabricage van produkten. Op deze wijze worden b.v. bier, yoghurt, zuurkool, penicilline, enzymen en vitaminen vervaardigd.
Vergeleken met chemische processen kenmerken fermentatieprocessen zich vaak door hun eenvoud (meestal geen continu proces, maar een zgn. batchproces: de inhoud van een reactor wordt als een geheel verwerkt) en brede toepassingsmogelijkheid. Dit laatste maakt het mogelijk dezelfde apparatuur in te zetten voor de produktie van verschillende produkten die chemisch geen enkele overeenkomst hebben. Andere voordelen kunnen zijn: de mogelijkheid met goedkope uitgangsprodukten te werken; een laag energieverbruik doordat de reacties bij lage temperatuur plaatsvinden; hoge efficiëntie, selectiviteit en produktspecificiteit. Nadelen kunnen liggen in de lage concentraties waarin de eindprodukten meestal worden verkregen; het besmettingsgevaar, waardoor meestal geregeld dient te worden gesteriliseerd; de afvalwaterstromen. Deze laatste zijn echter vaak wel goed biologisch afbreekbaar.In het geval het aërobe processen betreft, zijn de fermentoren meestal vaten, waarin een roermechanisme is aangebracht. Eerst wordt het gesteriliseerde voedingsmedium in de, eveneens (met stoom) gesteriliseerde, fermentor gebracht. Vervolgens wordt geënt met een starthoeveelheid van de micro-organismen (de cultuur). Zuurstoftoevoer vindt plaats door kiemvrije lucht of zuivere zuurstof in te blazen en de inhoud goed te roeren. De cultuur begint te groeien en bereikt na verloop van tijd (variërend van enkele uren tot enkele dagen) haar maximale biomassaconcentratie. Als de cultuur zelf het gewenste produkt is, wordt deze dan geoogst door de inhoud van de fermentor te centrifugeren, filtreren of extraheren, en het produkt verder op te werken (ontwateren, drogen enz.).
Wanneer een door de cultuur gevormd stofwisselingsprodukt moet worden verkregen (b.v. een antibioticum), wordt veelal de cultuur nog enige tijd in de fermentor gelaten om nog meer van het gewenste produkt te maken. Als ook hiervan de maximale (of optimale) concentratie is bereikt, wordt de fermentor geleegd en het produkt via verschillende opwerkings- en zuiveringsstappen geïsoleerd.
Continue fermentaties worden vooral in de afvalwaterzuivering en slibgisting toegepast. Voor deze toepassingen is het niet belangrijk dat met een reincultuur (of monocultuur, een cultuur die wordt gevormd door micro-organismen van een en dezelfde soort) wordt gewerkt zoals bij de meeste andere fermentatieprocessen. Sterilisatie van fermentor, voedingsmedium en lucht is dan niet noodzakelijk. Het ontwerp en de dimensies van continu bedreven fermentoren kunnen meestal geheel worden afgestemd op het proces waarvoor zij worden ingezet. Hiermee wijken deze dus af van de ladingsgewijs bedreven fermentoren, die juist zeer flexibel kunnen worden ingezet.
Moderne fermentoren zijn uitgerust met verschillende sensoren en andere apparatuur om de belangrijkste procesomstandigheden en -variabelen te meten en indien nodig het proces bij te stellen. Belangrijke variabelen zijn: temperatuur, toevoersnelheid van de lucht of zuurstof, toevoegingssnelheid voedingsstoffen, druk, zuurgraad, opgeloste zuurstofconcentratie, roersnelheid. Andere variabelen zijn b.v. de samenstelling van de in- en uitgaande gasstroom, de biomassaconcentratie, de concentraties van voedingsstoffen en produkten, de elektrodepotentiaal. Bij het verwerken van deze gegevens, de interpretatie en omzetting in concrete acties voor het regelsysteem wordt meestal gebruik gemaakt van een computer.
Enkele produkten die door biotechnologische fermentatie uit suikers kunnen worden gewonnen.
oplosmiddelen zuren polysacchariden ethanol citroenzuur alginezuur butanol melkzuur xanthangom aceton itaconzuur dextran butaandiol gluconzuur isopropanol propionzuur boterzuur polyhydroxyboterzuur antibiotica gassen aminozuren penicilline methaan glutaminezuur streptomycine waterstof lysine cefalosporine tetracycline koolstofdioxide methionine
