Industriële Fermentatie: Van Voedsel tot Farmacie

Industriële fermentatie is hetzelfde proces dat huishoudelijke bakkers gebruiken wanneer ze gist aan brood toevoegen, maar op een veel grotere schaal. Deze procedure fermenteert bepaalde materialen tot nuttige producten door gebruik te maken van micro-organismen, koolstof, stikstof, zuurstof en een energiebron om de fermentatie aan te drijven. Dit wordt veelvuldig gedaan voor voedingsproducten, maar industriële fermentatie wordt ook in de farmaceutische industrie en in rioolwaterverwerking toegepast. Het grootste verschil tussen reguliere fermentatie en de industriële variant is dat grote fermentatieunits worden gebruikt om grootschalige fermentatie te produceren.

De Basis van Fermentatie

Fermentatie, of het nu huishoudelijk of industriëel is, is het actie van het oxideren van organische verbindingen om een nieuw component te produceren. Om dit effect te creëren, moeten verschillende natuurlijke elementen aanwezig zijn. Fermentatie vereist een koolstofbron, zoals suiker; een stikstofbron, zoals eiwit of nitraten; zuurstof; en een energiebron zoals warmte of druk. Wanneer deze combineren, breekt het natuurlijke fermentatieproces de componenten van een materiaal af en verandert ze in iets nuttigs.

Toepassingen in Voedselproductie

Industriële fermentatie voor voedsel is een van de meest voor de hand liggende toepassingen van fermentatie. Alle alcoholische dranken vereisen fermentatie voor de alcoholontwikkeling. Kaas vereist dat zuivelproducten worden gerijpt en gefermenteerd voordat ze de eigenschappen van kaas aannemen. Er zijn ook veel baktoepassingen, zoals het maken van de meeste broden, die ook fermentatie vereisen.

Farmaceutische Toepassingen

De farmaceutische industrie vereist fermentatie voor de creatie van veel geneesmiddelen. Bijvoorbeeld, alle antibiotica gebaseerd op penicilline vereisen de fermentatie van penicilline om het antibiotica effectief te maken. Hetzelfde geldt voor ingenieurshormonen zoals insuline en medische steroïden, en vitamines en aminozuren in eiwitrepen.

Rioolwaterverwerking

Rioolwaterverwerking maakt gebruik van industriële fermentatie door vast rioolwater af te breken in onschadelijke materialen die als meststof kunnen worden gebruikt. Bacteriën worden geïntroduceerd in het rioolwater en beginnen het op te eten tot het rioolwater oplosbaar en onschadelijk is. Hoewel effectief, duurt rioolwaterfermentatie lang.

Fermentatieunits en Schaal

Wanneer industriële fermentatie wordt vergeleken met andere vormen van fermentatie, is er heel weinig verschil, omdat beide gebruikmaken van dezelfde biologische processen. Meest voorkomend maakt industriële fermentatie gebruik van een machine die een fermenter wordt genoemd, die groot genoeg is om grote hoeveelheden componenten te verwerken. Deze machines zijn gemaakt om de materialen onder de juiste omstandigheden te houden om ervoor te zorgen dat fermentatie op een continue basis plaatsvindt. Fermenters worden het meest gebruikt met farmaceutische fermentatie, maar bakfermentatie gebruikt ook de apparatuur.