- 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
CƠ SỞ KỸ THUẬT LÊN MEN CÔNG NGHIỆP 4.1 Đặc điểm chung của kỹ thuật lên men công nghiệp
4.1.3.1. Khái niệm lên men liên tục
Phương pháp ni cấy liên tục, trong đó mơi trường được bổ sung liên tục vào thiết bị lên men và môi trường đã lên men liên tục được lấy ra với cùng tốc độ. Trạng thái ổn định cuối cùng nhận được theo lý thuyết của chemostat sử dụng để mô tả cho q trình thực hiện này.
Ví dụ, lên men liên tục được sử dụng nhiều trong quá trình xử lý nước thải, sau giai đoạn lên men sinh khối vi sinh vật, các chất khơng hịa tan được lắng xng trong bể lắng, cịn nước sạch ở trên được thải vào môi trường, nhưng đây là q trình lên men bể sục khí khơng địi hỏi vơ trùng, nhiều nhóm vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men (hình 4.16).
Nguyên lý của quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính là trong bể hiếu khí hệ sinh vật trong bể được cung cấp các chất hữu cơ và oxy. Các loại vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ
và chuyển hóa chúng bằng các q trình trao đổi chất hiếu khí - một phần chuyển thành vi sinh vật mới, phần còn lại chuyển thành CO2, nước và chất khống. Theo dịng nước thải từ bể hiếu khí đến bể lắng vi sinh vật tạo bơng và kết lắng trong bùn hoạt tính. Từ bể lắng một phần bùn hoạt tính được hồi lưu lại bể hiếu khí để duy trì hoạt tính của vi sinh vật, cịn bùn hoạt tính thừa được đưa vào bể nén và tách bùn.
Bể hiếu khí có cấu tạo như nồi lên men thơng thường, song quá trình lên men theo chế độ lên men liên tục dạng chemostat. Hai đặc điểm của hệ thống xử lý bùn hoạt tính khác so với lên men thơng thường là:
- Thứ nhất, thành phần vi sinh vật không phải là giống thuần khiết mà là quần thể vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, động vật nguyên sinh và các cơ thể khác;
- Thứ hai, bùn hoạt tính bao gồm cả tế bào chết, các mảnh vỡ của tế bào và các tế bào trẻ hoạt động và phát triển bằng cách phân tán nhỏ trong mơi trường lên men.
Bể hiếu khí được thiết kế theo nhiều kiểu tuỳ thuộc vào thành phần nước thải đầu vào, vốn đầu tư.... Người ta có thể chọn các q trình xử lý nước thải có các điểm mút khác nhau (hình 4.17).
Như vậy, lên men liên tục giống như phương pháp lên men chiều sâu, nhưng vi sinh vật phát triển trong điều kiện dịng chảy của mơi trường dinh dưỡng và dịch ni cấy liên tục vào và ra khỏi nồì lên men, cho phép luôn giữ sự sinh trưởng của vi sinh vật ở một giai đoạn nhất định. Giai đoạn sinh trưởng đó được xác định là giai đoạn vi sinh vật sinh tổng hợp lượng sản phẩm cao nhất. Hiện nay, phương pháp lên men liên tục đang được nghiên cứu phát triển bằng cách: Các chủng sản được cố định tế bào trên các chất mang khác nhau như alginat-Na, chitozan,... Ưu điểm
của phương pháp này là kiểm sốt được q trình lên men, tiết kiệm được nguyên liệu sản xuất và khơng địi hỏi dung tích nồi lên men lớn.
Tuy nhiên, ngược lại với ưu điểm hiệu suất cao hơn và kiểm soát điều kiện thực hiện tốt hơn, công nghiệp chưa sẵn sàng chấp nhận, cơ bản mối nguy hiển do lây nhiễm có thể gây nên cho chủng sản xuất.