fermentaatioteknologioihin

Fermentaatioteknologiat ovat bioteknologian osa-alue, jossa mikro-organismien tai entsyymien kataloima reaktiot käytetään erilaisten tuotteiden valmistukseen. Niitä sovelletaan elintarvikkeiden ja juomien tuotannosta teolliseen bioteknologiaan, kemian tuotantoon sekä lääke- ja biopolttoaineiden valmistukseen. Prosessi alkaa yleensä mikro-organismin valinnasta ja inokulumien valmistuksesta, jonka jälkeen toteutetaan kontrolloitu fermentaatio ja lopuksi lopputuotteen erottaminen sekä puhdistus.

Fermentaatioita ohjataan lämpötilalla, pH:lla, hapenkulutuksella, ravinteilla ja sekoituksella. Prosessityypit voivat olla erä-, täydennetty-erä- tai jatkuvia. Tarvitaan optimaalinen mikrobikanta, sopivat olosuhteet sekä huolellinen monitorointi ja laadunvarmistus.

Bioreaktoreita ovat esimerkiksi sekoitustankit (STR), bubble-column- ja ilmakuljetusreaktorit. Lopullinen tuotteen erottaminen ja puhdistus voivat sisältää esipuhdistuksen, suodatuksen ja tislaamisen sekä pakkausvaiheen. Sovelluksia ovat maitohappokäyminen elintarvikkeissa, alkoholi- ja biopolttoaineet sekä entsyymien ja lääkeaineiden tuotanto.

Kehitys painottuu tehostamiseen ja kestävyyteen: jatkuva tuotanto, prosessin intensifiointi, reaaliaikainen monitorointi (PAT) sekä digitaalisten työkalujen käyttö, kuten digitaalinen kaksonen ja automaatio. Haasteisiin kuuluvat kontaminaatioiden ehkäisy, skaalaus laboraatoriosta tehtaaseen, kustannukset ja säädökset.