- Nuôi cấy bề mặt (surface cultivation): Thường vi sinh vật phát triển trên bề mặt mơi trường Ví dụ, vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường thạch trong hộp Petri hay phát
1. Bể hiếu khí khuấy trộn hồn tồn thơng thường.
4.2.3.3. Phân loại thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn
Để nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn, người ta sử dụng các loại thiết bị có kết cấu sau đây: thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên mơi trường rắn dạng phịng có các khay đột lỗ nằm ngang với kích thước 400×800 mm, thiết bị được cơ khí hố có khay đứng đột lỗ, thiết bị được cơ khí hố, các thiết bị băng đai tác động chu kỳ và liên tục, tổ máy nhiều phiến tác động liên tục với sự ứng dụng các máy rung cũng như các thiết bị dạng trống quay. Nhược điểm của các thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng phịng có các khay nằm ngang đột lỗ là khối lượng lao động cho các cơng đoạn q lớn, mức độ cơ khí hố cho các cơng đoạn cơng nghệ thấp và không tránh khỏi sự tiếp xúc của công nhân với canh trường của vi sinh vật.
Từ các kết cấu kể trên, trong công nghiệp thường người ta ứng dụng các thiết bị được cơ khí hố có các chậu được phân bổ đứng, cũng như các thiết bị dạng trống quay và hình tháp. Các thiết bị dạng trống quay và hình tháp có triển vọng tốt để sản xuất lớn. Sự tích luỹ một lượng lớn các phế thải nơng nghiệp như rơm, vỏ bông, vỏ hạt. Để nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn, người ta sử dụng các loại thiết bị có kết cấu sau đây: thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên mơi trường rắn dạng phịng có các khay đột lỗ nằm ngang với kích thước 400×800 mm, thiết bị được cơ khí hố có khay đứng đột lỗ, thiết bị được cơ khí hoá, các thiết bị băng đai tác động chu kỳ và liên tục, tổ máy nhiều phiến tác động liên tục với sự ứng dụng các máy rung cũng như các thiết bị dạng trống quay. Nhược điểm của các thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên mơi trường rắn dạng phịng có các khay nằm ngang đột lỗ là khối lượng lao động cho các công đoạn quá lớn, mức độ cơ khí hố cho các cơng đoạn cơng nghệ thấp và khơng tránh khỏi sự tiếp xúc của công nhân với môi trường của vi sinh vật. Từ các kết cấu kể trên, trong công nghiệp thường người ta ứng dụng các thiết bị được cơ khí hố có bình lên men được phân bổ đứng, cũng như các thiết bị dạng trống quay và hình tháp. Các thiết bị dạng trống quay và hình tháp có triển vọng tốt để sản xuất lớn.
Sự tích luỹ một lượng lớn các phế thải nông nghiệp như rơm, vỏ bông, vỏ hạt hướng dương, cùi ngô, các phế liệu khi gia công khoai tây, củ cải đường, cây mía... cho khả năng sử
dụng chúng để thu nhân protein chăn nuôi, là nguồn rẻt iền cho sản xuất như cellulose và tinh bột.
Tuy nhiên để ni cấy vi sinh vật với mục đích tổng hợp sinh học protein khơng thể sử dụng các phịng ni cấy bình thường, các phịng này được sử dụng để nuôi cấy nấm mốc trên mơi trường dinh dưỡng rắn có chiều cao của lớp mơi trường khơng lớn hơn 3 ÷ 5 cm. Các xí nghiệp sản xuất chất cô đặc chứa protein và enzyme thuộc dạng sản xuất lớn, cho nên đối với những nhà máy năng suất100 nghìn tấn trong một năm địi hỏi 210 nghìn bình. Ở mức như thế cần phải sử dụng các thiết bị thoả mãn các yêu cầu sau: chiều cao của lớp môi trường dinh dưỡng không nhỏ hơn 50 cm; khả năng tạo ra các điều kiện tiệt trùng; sự biến đổi sinh học của các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu thành protein là cực đại. Các thiết bị để sản xuất các sản phẩm trên có thể gián đoạn hay liên tục. Các thiết bị tác động gián đoạn thường ở dạng hình trống nằm ngang, loại trừ q trình ni cấy vi sinh vật có thể thực hiện trích ly các chất hoạt hố sinh học từ canh trường ni cấy.
Cơng nghệ lên men trên môi trường xốp để sản xuất các chế phấm sinh học ở mức độ công nghiệp đang được quan tâm phát triển liên tục trong trong hai thập kỷ qua để khai thác các lợi thế, vượt qua các trở ngại do các vấn đề kỹ thuật liên quan đến quá trình lên men. Hiện nay, trong hầu hết các hệ thống LMX, các chủng nấm mốc phù hợp hơn các chủng vi khuẩn và nấm men, nhưng các chủng vi khuẩn và nấm men được cải thiện về mặt di truyền hoặc biến đổi gene có thể được tạo ra để phù hợp với các quy trình LMX.
Nhiều khó khăn liên quan đến LMX, đòi hỏi sự quan tâm sâu rộng như: khó khăn trong việc tăng quy mơ sản xuất, u cầu kiểm sốt các biến q trình sinh nhiệt, khơng có quy trình phân tích trực tiếp để xác định sinh khối trực tiếp trong khối ủ lên men và điều kiện lên men không đồng nhất và cũng cần sử dụng các điều kiện hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho quá trình lên men và tinh sạch sản phẩm lên men. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc cải tiến các thiết bị phân ứng sinh học, kiểm sốt được q trình lên men liên tục để sản xuất được nhiều sản có giá trị và hạ giá thành sản phẩm là cần thiết và có thể áp dụng mơ hình tốn học để tối ưu hóa mơi trường và kiếm sốt được sự truyền nhiệt trong quá trình lên men.