Преимущества непрерывного культивирования:

1. Можно использовать ферментеры меньшего объема, они м. б. специализированы для осуществления некоторых стадий культивирования. Весь процесс культивирования происходит в 1 ферментере – монофазное. Процесс идет в 2 ферментерах: в 1-м наращивается культура, а во 2-м проводится выделение целевого продукта – 2-х фазное культивирование.

2. Меньшие размеры аппаратов, установок для выделения целевого продукта, т. к. процесс идет постоянно, небольшими порциями.

3. Меньшее время разгрузки и подготовки к следующим циклам работы.

4. И рост клеток, и образование целевого продукта является более стабильным и сбалансированным.

Для обоих типов рассчитывается экономический коэффициент у = прирост биомассы к количеству потраченного субстрата. Его рассчитывают по отношению к наиболее дорогому компоненту среды.

Физиологический коэффициент, который связан с количеством образуемого АТФ в расчете на потребляемый субстрат.

Твердофазная ферментация (тфф).

Это ферментация, которая осуществляется на поверхности в той или иной степени измельченного или увлажненного субстрата. Он явл. более естественным.

Использование ТФФ пришло из стран Юго-Восточной Азии, где такая технология используется для получения ферментативных продуктов (соевый соус, саке, соусы). Для их получения используются выращиваемые на различных продуктах (рис, соя) разные гр. м/о (бактерии, грибы). В физическом смысле это м. б. материал от древесинных опилок до крахмала и измельченного картофеля. Такой материал может иметь различную форму, размеры частиц, поверхность. Он может частично или полностью использоваться о в качестве пищевого субстрата.

Этот материал может набухать в воде, принимать гелеобразную форму или частично в ней растворяться. ,

В процессе ТФФ преобладает аэробная флора.

Ферментация в компостной куче – при начальном ферментативном процессе развитие получают аэробные формы м/о, по мере разложения и использования органических в-в они сменяются анаэробными и термофильными м/о. для удаления избытка тепла используется перемешивание. В результате снова преимущество в развитии получает аэробная флора. Такого типа ферментация имеет определенное практическое значение – кондиционирование кормов для с/х животных – силосование. Используются различные закваски, основная часть которых представлена молочнокислыми бактериями. За их счет можно повысить содержание белка, витаминов, сделать более доступными для животных растительные полимеры, за счет изменения рН ограничить или подавить развитие гнилостной микрофлоры.

ТФФ в тонком или поверхностном слое. В этом случае в качестве субстрата могут выступать кукурузные початки, картофельная мезга. Они помещаются на специальные поддоны слоем 3-5 см и вносится мицелий гриба. После его выращивания из субстрата можно выделять некоторые ферменты: амилаза, а биомассу использовать как корм.

ТФФ перемешивающийся слой – твердый субстрат с выращиваемой культурой помещают в ферментер, который снабжен внутри лопастями и постоянно вращается. Это способствует увеличению площади, создает дополнительные условия для аэрации.

ТФФ преимущества:

• Некоторые микробиологические процессы могут протекать только в ТФФ (образование микотоксинов);

• Часто ТФФ менее материально-, трудо- и энергозатратно, в сравнении с др.;

• Из-за низкого содержания влаги более экономично используется пространство, незначительно загрязняется окружающая среда и сточные воды;

ТФФ недостатки:

• Низкая скорость протекания процессов;

• Сложность контроля за некоторыми параметрами: рН, концентрация метаболитов и др.;

• Многие м/о не могут осуществлять процессы ТФФ.

Культивирование в анаэробных условиях.

Следует учитывать какие анаэробные процессы следует проводить с полным удалением воздушной смеси или те, начальные этапы которых могут проходить при доступе О₂ (брожение не требует удаления О₂).

В строго анаэробных процессах газовая смесь на средой заменяется инертными газами или смесью с СО₂. аппарат метантенк используется для утилизации твердых и полутвердых отходов сельского хозяйства, для доочистки сточных вод. Используемый аппарат явл. одним из направлений развития экологической биотехнологии. Чаще его используют в странах Юго-Восточной Азии, Евросоюза, Скандинавии. К нач. 80-х гг. в Китае было ок. 7 млн. таких установок. Они могли обслуживать несколько соседних хозяйств. В настоящее время до 70 млн.. В Евросоюзе крупных ок. 600.

В метантенке идет разложение органического в-ва до СО₂ и СН₄. Эта смесь называется биогаз 20%/80% соответственно. Биогаз м. б. использован как метан природного происхождения. Растительные отходы после обработки метаном могут использоваться как удобрения в с/х, т. к. в них достаточно высокое количество биогенных элементов, достаточное для растительных форм. Также в процессе обработки биогаза возможно получение больших количеств витамина В₁₂.

На 1-й стадии сбраживаемые отходы поступают в приемник, где производится их механическая очистка, затем отходы поступают в 1-й ферментер, где идет стадия - кислотогенная. Эта стадия идет с участием органотропных бактерий из 50 родов м/о – Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, сарцины и др.). это факультативные анаэробы (гидролитические бактерии). Продуктами разложения явл. жирные кислоты, СО₂, Н₂. Эти в-ва явл. субстратами для развития др. бактерий – метаногенных бактерий. Эта метановая стадия. Процесс образования метана идет в др. ферментере. Образующийся биогаз поступает в газольдер, где хранится или используется. В настоящее время получение биогаза идет в мезофильных условиях (средние t), при перемешивании, но отсутствии О₂. Получение биогаза экономическую проблему решает в незначительной степени, а экологическую – в значительной.