Công nghệ lên men vi sinh vật lấy công nghệ lên men hiện đại làm cốt lõi, sử dụng quá trình hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật và sản xuất các sản phẩm lên men công nghiệp khác nhau trên quy mô lớn bằng cách chuyển đổi sinh học, đã hình thành một hệ thống công nghiệp độc lập với nhiều chủng loại và các ngành hoàn chỉnh, chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.

Quá trình lên men công nghiệp đề cập đến sản xuất công nghiệp dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật.
Sản xuất công nghiệp nói chung gọi tất cả sản xuất công nghiệp dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật là lên men. Sự lên men được định nghĩa như vậy là "lên men công nghiệp". Vi sinh vật là linh hồn của quá trình lên men công nghiệp, không có vi sinh vật thì không có quá trình lên men công nghiệp.
Quá trình lên men công nghiệp là quá trình chuyển đổi nguyên liệu lên men thành sản phẩm vi sinh vật mà con người cần thông qua hoạt động sống của vi sinh vật.
Quá trình lên men công nghiệp phụ thuộc vào hoạt động sống của vi sinh vật, được hỗ trợ bởi năng lượng trao đổi chất được cung cấp bởi quá trình oxy hóa sinh học, vì vậy quá trình lên men công nghiệp nên bao gồm tất cả các cách oxy hóa sinh học trong vi sinh vật: hô hấp hiếu khí, hô hấp kỵ khí và lên men.
Trong gần một trăm năm qua, với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, quá trình lên men công nghiệp đã trải qua những thay đổi mang tính lịch sử, từ giai đoạn sản xuất lên men bằng cách sử dụng các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên đến giai đoạn mới của việc chuyển đổi thành các vi sinh vật có năng lượng X đặc biệt để sản xuất các sản phẩm men mà con người cần.

Loại sản xuất thép không gỉ Fermenter
(1) Nghiên cứu về lên men công nghiệp bắt đầu với lên men công nghiệp điển hình
Quá trình lên men công nghiệp tương đối phổ biến thường đáp ứng ba điều kiện sau:
a) Nấm được sử dụng thuộc loại vi sinh vật dị dưỡng hóa năng,
② Sản phẩm của mục đích thuộc về sản phẩm trao đổi chất sơ cấp hoặc sản phẩm phụ của chuyển hóa năng lượng;
③ Các sản phẩm của mục đích được tiết ra ngoài tế bào sau khi được sản xuất trong tế bào.
Quá trình lên men công nghiệp phù hợp với các điều kiện trên được gọi là quá trình lên men công nghiệp điển hình.
Nghiên cứu về lý thuyết lên men công nghiệp bắt đầu với quá trình lên men công nghiệp điển hình.
Một bậc thang, nghiên cứu một cách có hệ thống lý thuyết lên men công nghiệp của vi sinh vật dị dưỡng;
Bước thứ hai, nghiên cứu một cách có hệ thống lý thuyết về quá trình lên men công nghiệp của các loại vi sinh vật dinh dưỡng khác;
Bước thứ ba, nghiên cứu một cách có hệ thống lý thuyết vi sinh vật sử dụng các nguyên tố khác ngoài carbon để lên men công nghiệp.
(2) Lý thuyết lên men công nghiệp
Nghiên cứu trên một bậc thang đã xây dựng ba giả thuyết cơ bản về hoạt động sống của vi sinh vật (ba giả thuyết về men học). Chúng là cơ sở lý thuyết để biến đổi và sử dụng vi sinh vật. Sử dụng ba giả định cơ bản này để phân tích quá trình lên men công nghiệp điển hình, xuất hiện:
① Ý tưởng mới về máy sinh học vi sinh lên men công nghiệp,
b) Một số lý do lên men công nghiệp phục vụ sản xuất công nghiệp,
③ "chiến lược năm chữ" để kiểm soát quá trình lên men và nhân giống vi sinh vật công nghiệp.
(3) Nghiên cứu ý tưởng lên men công nghiệp

Lên men công nghiệp → [Từ chung đến đặc biệt] → Lên men công nghiệp điển hình → [Từ đặc biệt đến chung] → Mô hình khái niệm của máy sinh học, máy tế bào → [Nghiên cứu chuyên sâu để khám phá các quy luật tự nhiên] → Quy luật tự nhiên (ba giả thuyết cơ bản về hoạt động đời sống của vi sinh vật) → [Từ chung đến đặc biệt: Áp dụng các quy luật tự nhiên vào quá trình lên men công nghiệp điển hình] → Mô hình hậu cần trạng thái dưới ổn định của máy tế bào → Đường dẫn dòng tải → Loại năm đoạn → Chiến lược năm từ → [Từ đặc biệt đến chung] → Dự đoán sản xuất công nghiệp lên men trong tương lai
Mỗi "hành động" liên quan đến sự tăng trưởng và sinh sản của các tế bào vi sinh vật, bao gồm sự khởi đầu của sự suy thoái của các chất hữu cơ trong tế bào, sự khởi đầu và liên tục của quá trình sinh tổng hợp, vận chuyển chủ động, cân bằng động lực tự động pH, v.v. đều cần hỗ trợ trao đổi chất, duy trì sự sống của tế bào cũng cần hỗ trợ trao đổi chất.
Và sự trao đổi chất vật chất và năng lượng của tế bào vi sinh vật được thực hiện dựa trên mạng lưới trao đổi chất. Các hợp chất chảy qua mạng lưới trao đổi chất, tạo thành một dòng trao đổi chất. Trong quá trình lên men công nghiệp, dòng trao đổi chất nguyên liệu được chuyển đổi thành sản phẩm mục đích thông qua một loạt các con đường trong máy tế bào. Trên cơ sở này, giả thuyết thứ hai của quá trình lên men đề xuất rằng các con đường trao đổi chất và hệ thống phân phối được tích hợp ở cấp độ phân tử của các chất chuyển hóa, phối hợp ở cấp độ cofactor, tạo thành một mạng lưới trao đổi chất trải dài bên trong và bên ngoài tế bào sống của vi sinh vật. Thay vì chỉ đơn giản là kết nối giữa các con đường sinh hóa và quá trình phân phối xuyên màng, mạng lưới trao đổi chất này kết hợp các khái niệm sinh hóa vào khung tổng thể của quá trình trao đổi chất tế bào. Nghiên cứu trong sách chủ yếu là mạng lưới trao đổi chất của các chất hữu cơ (nguyên tố cacbon) ở cấp độ enzyme và protein. Nghiên cứu phát hiện, đối với vi sinh vật kỵ khí kiêm X mà nói, không chỉ có sự khác biệt rõ rệt giữa mạng lưới hiếu khí và thiếu oxy, mà khi sống sót trong điều kiện nuôi cấy khác nhau, mạng lưới trao đổi chất của nó cũng có sự khác biệt. Ví dụ: sự trao đổi chất của tăng trưởng hiếu khí được xây dựng trên cơ sở tấm trung tâm với vòng TCA làm bộ xương, và khi tăng trưởng thiếu oxy, trên cơ sở tấm trung tâm với con đường ngã ba của TCA tại OAA.
Trên thực tế, hoạt động sống của vi sinh vật có thể được chia thành 4 cấp độ: cấp độ DNA, cấp độ protein, cấp độ hậu cần và cấp độ tế bào vi sinh vật, giữa chúng cần được kích hoạt từng cấp độ. Mạng lưới trao đổi chất là không có quy mô, mô hình làm việc của máy móc tế bào vi sinh vật miêu tả đường dẫn vận chuyển trong giai đoạn vận hành của máy móc tế bào là một "kênh" thông suốt từ con đường hướng tâm, con đường trung tâm và con đường ly tâm. Như giả thuyết mạng lưới trao đổi chất, dựa trên quá trình lên men công nghiệp có thể hoạt động, nó có thể dự đoán X khả thi để mở ra các sản phẩm và nguyên liệu mới.
Cấu trúc quyết định chức năng. Trình độ thực hiện, phương hướng bậc thang là tận dụng dinh dưỡng, thực hiện sinh trưởng tương đối lớn. Sinh vật nhân sơ trong các tế bào của sinh vật nhân chuẩn không có nhân, vì vậy DNA chấp nhận tín hiệu điều chỉnh từ tế bào chất, do đó, công tắc điều khiển tổng hợp protein là trong quá trình phiên mã được phân tách bởi màng thành các không gian khác nhau, cung cấp khả năng X cho quá trình đồng hóa và dị hóa được thực hiện riêng biệt và điều chỉnh riêng biệt. Escherichia coli lactose operon là operon của các dòng enzyme kiểm soát con đường phân hủy lactose. Kiểm soát tiêu cực và tích cực của sự bắt đầu phiên mã, tương ứng, có thể thúc đẩy phiên mã - xác định mức độ của enzyme tổng hợp và ngăn chặn nó - ngăn chặn sự lãng phí glucose khi nó tồn tại cùng với lactose. Ngoài ra, mô hình điều tiết ức chế và kích hoạt trong con đường trao đổi chất của vi sinh vật, mô hình điều tiết cảm ứng và ngăn chặn của con đường, những vi sinh vật này tự điều chỉnh rất "thông minh", giúp chúng thích nghi tốt hơn với sự sống còn. Điều này không được chuyển giao theo ý chí chủ quan của con người, như được nêu trong giả thuyết thứ ba, "Giả thuyết kinh tế tế bào", các tế bào vi sinh vật là một hệ thống kinh tế được hình thành trong quá trình chọn lọc, một hệ thống bảo đảm cho sự sống còn của các tế bào vi sinh vật, cung cấp sự bảo đảm cho sự thích nghi của tế bào X, nền kinh tế X và sự trao đổi chất liên tục X.
Như vậy, tế bào vi sinh vật có đặc điểm giống như các doanh nghiệp tự quản lý lợi nhuận, rất sinh động. Ba giả thuyết hỗ trợ công nghiệp lên men "máy tế bào" hoạt động bình thường từ ba góc độ, bao gồm năng lượng, vật chất và thông tin. Ba giả thuyết cũng dần dần tiết lộ sâu sắc đạo lý vi sinh vật "làm việc" tốt trong ngành công nghiệp lên men. Vì các tế bào sống vi sinh vật là máy sinh học vi sinh vật lên men * dây chuyền sản xuất, là máy tế bào tự động lưu trữ thông tin sinh học, chúng ta sẽ tăng cường "đối thoại" với các tế bào vi sinh vật, phát huy năng động chủ quan X, tuân theo và sử dụng quy luật vận hành cố hữu (quy luật tự nhiên), xử lý tốt mối quan hệ thống nhất đối lập giữa con người và vi sinh vật trong quá trình lên men, thúc đẩy hợp tác, đạt được hiệu quả.
Quá trình lên men vi sinh vật là quá trình phản ứng vi sinh vật, là quá trình phản ứng sinh hóa do vi sinh vật gây ra trong quá trình sinh trưởng và sinh sản.

Căn cứ vào chủng loại vi sinh vật khác nhau (hiếu khí, kỵ khí, kiêm X kỵ khí), có thể chia làm hai loại lớn là hiếu khí X lên men và kỵ khí X lên men.
(1) Quá trình lên men hiếu khí X trong quá trình lên men đòi hỏi một lượng không khí vô trùng nhất định liên tục, chẳng hạn như sử dụng Aspergillus nigrum để lên men axit citric, sử dụng Corynebacterium để lên men axit glutamic, sử dụng Xanthocyclium để lên men polysaccharide, v.v.

Hiếu Khíthép không gỉMáy lên men

(2) Quá trình lên men kỵ khí X không cần cung cấp không khí khi lên men, chẳng hạn như lên men axit lactic do Lactobacillus, acetone do Clostridium Bacillus, lên men butanol, v.v.

Máy lên men thép không gỉ kỵ khí

(3) kiêm X lên men nấm men là kiêm X kỵ khí vi sinh vật, nó trong điều kiện thiếu oxy tiến hành kỵ khí X lên men tích lũy rượu, trong khi ở điều kiện hiếu khí tức là thông khí thì tiến hành hiếu khí X lên men, số lượng lớn sinh sản tế bào nấm.

Và lên men bằng thép không gỉ kỵ khí

Theo thiết bị để phân chia, lên men lại có thể chia làm lên men miệng hở, lên men kín, lên men đĩa nông và lên men sâu.
Nói chung, quá trình lên men tiếp xúc nên được áp dụng cho các loại sinh sản nhanh và thực hiện quá trình lên men hiếu khí, chẳng hạn như sản xuất nấm men, có thể ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác do sự nhân lên nhanh chóng và số lượng lớn của nấm. Cho nên thiết bị lên men mở cửa yêu cầu đơn giản. Ngược lại, quá trình lên men kín được thực hiện trong các thiết bị kín, vì vậy các yêu cầu nghiêm ngặt về thiết bị và quá trình phức tạp hơn. Lên men đĩa nông (phương pháp bồi dưỡng bề mặt) là sử dụng đĩa nông chỉ lắp một lớp dịch bồi dưỡng mỏng, sau khi tiếp nhận nấm người thì tiến hành bồi dưỡng bề mặt, hình thành một lớp màng nấm trên chất lỏng. Khi thiếu thiết bị thông khí, phương pháp này có thể được sử dụng cho một số vi sinh vật hiếu khí X sinh sản nhanh. Quá trình lên men sâu đề cập đến quá trình nuôi cấy vi sinh vật được thực hiện bên trong môi trường chất lỏng (không chỉ trên bề mặt).
Lên men chất lỏng sâu là một kỹ thuật được phát triển trong sản xuất kháng sinh như penicillin. So với các phương pháp lên men khác, nó có nhiều ưu điểm:
a) Trạng thái lơ lửng của chất lỏng là môi trường sinh trưởng tương đối thích hợp cho nhiều vi sinh vật.
② Trong chất lỏng, nấm và các chất dinh dưỡng, sản phẩm (bao gồm cả nhiệt) có thể dễ dàng khuếch tán để quá trình lên men có thể được thực hiện trong điều kiện đồng nhất hoặc giả đồng nhất, dễ kiểm soát và dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất.
③ Vận chuyển chất lỏng thuận tiện, dễ vận hành cơ giới.
④ Khu vực nhà máy nhỏ, hiệu quả sản xuất cao, dễ kiểm soát tự động, chất lượng sản phẩm ổn định.
⑤ Sản phẩm dễ khai thác, tinh chế, vv Do đó, quá trình lên men chất lỏng sâu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lên men
Sản xuất công nghiệp vi sinh vật thường dùng
Tài nguyên vi sinh vật rất phong phú, được bố trí rộng rãi trong đất, nước và không khí, đặc biệt là trong đất. Có vi sinh vật từ trong tự nhiên tách ra là có thể bị lợi dụng, có người cần tiến hành dụ biến nhân tạo đối với chủng vi khuẩn hoang dã tách ra, được chủng đột biến mới có thể bị lợi dụng. Xu hướng chung hiện nay của các loài nấm được sử dụng trong ngành công nghiệp lên men là chuyển từ vi khuẩn hoang dã sang vi khuẩn đột biến, từ chọn lọc tự nhiên sang nhân giống kiểm soát trao đổi chất và từ đột biến gen gây ra sang nhân giống định hướng tái tổ hợp gen. Các vi sinh vật thường được sử dụng trong sản xuất công nghiệp chủ yếu là vi khuẩn, Actinomyces, nấm men và nấm mốc, do sự phát triển của kỹ thuật lên men và người trung gian của kỹ thuật di truyền, tảo, virus, v.v. cũng đang dần trở thành vi sinh vật sản xuất công nghiệp. Các vi sinh vật khác có nấm gánh, tảo.
Ký hợp đồng cung cấp Phần mềm tính toán định lượng rủi ro ngoài khơi – Safeti Offshore cho Trung tâm nghiên cứu và phát triển An toàn và Môi trường Dầu khí (CPSE) (
Quá trình lên men vi sinh vật thường khác nhau tùy thuộc vào các loại nấm và sản phẩm khác nhau, nhưng quá trình chung về cơ bản giống nhau, thường bao gồm các liên kết như chuẩn bị nấm, xử lý nguyên liệu, nuôi cấy cấy, kiểm soát lên men và chiết xuất sản phẩm.
1. Chuẩn bị nấm
Nấm là mẹ của ngành công nghiệp lên men, không có nấm thì chưa nói tới lên men vi sinh vật. Các loại nấm thường được chia làm các loại nấm bảo quản, các loại nấm lắc (bình cà tím......) và các loại nấm hộp hạt giống. Nấm bảo quản là loại nấm dự phòng được sản xuất lên men, thường được bảo quản trong trạng thái khô ráo nhiệt độ thấp. Trước khi giống nấm bảo quản đi vào sản xuất tiêm chủng, trước hết nối vào mặt nghiêng để kích hoạt, làm cho giống nấm từ trạng thái ngủ đông chuyển sang trạng thái trao đổi chất bình thường. Môi trường được sử dụng để kích hoạt nói chung là giàu dinh dưỡng và dễ hấp thụ, có lợi cho sự phát triển và sinh sản của các loài nấm. Nấm sau khi kích hoạt lại được mở rộng, được nuôi cấy trong bình lắc (bình cà tím......), lúc này được nuôi cấy.

Máy lên men nuôi cấy nấm

Cơ sở thô hơn, kinh tế hơn so với cơ sở nuôi cấy nấm bảo quản. Hạt giống lắc được mở rộng hơn nữa, bình hạt giống đón người tiến hành bồi dưỡng. Cơ sở bồi dưỡng bình hạt giống tương đối gần với thành phần cơ sở bồi dưỡng được sử dụng trong máy lên men, mục đích là để nấm thích ứng hơn nữa với môi trường của cơ sở bồi dưỡng lên men. Sau khi trồng xong hạt giống có thể tiến hành tiêm chủng đúng lúc.