Načelo radnog sistema fermentacijskog sustava uglavnom uključuje metaboličke aktivnosti mikroorganizama pod određenim uvjetima, a supstrat se pretvara u korisne proizvode putem enzimske katalize. Fermentacijski sustav može se podijeliti u dvije kategorije: aerobna fermentacija i anaerobna fermentacija. Specifični principi rada su sljedeći:
Aerobna fermentacija: pod uvjetom dovoljno kisika, mikroorganizmi u potpunosti oksidiraju podlogu aerobnim disanjem za proizvodnju ugljičnog dioksida i vode i oslobađaju veliku količinu energije. Na primjer, kvasac diši se u aerobnim uslovima, pretvaranje glukoze u ugljični dioksid i vodu i oslobađanje energije.
Anaerobna fermentacija: pod anaerobnim ili hipoksičnim uvjetima, mikroorganizmi djelomično oksidiraju podlogu kroz anaerobnu disanje za proizvodnju proizvoda poput mliječne kiseline, alkohola i gasova, praćenih izlaska male količine energije. Na primjer, kvasac izvodi alkoholnu fermentaciju pod anaerobnim uvjetima za pretvaranje glukoze u alkohol i ugljični dioksid.
Specifični primjeri primjera fermentacijskih sistema
Fermentacijske sisteme se široko koriste u industrijskoj proizvodnji, na primjer:
Proizvodnja alkohola: šećerne tvari se pretvaraju u alkohol kroz anaerobnu fermentaciju kvasca.
Proizvodnja mliječne kiseline: šećerne tvari se pretvaraju u mliječnu kiselinu fermentacijom bakterija mliječne kiseline.
Proizvodnja antibiotika: Razni antibiotici se proizvode fermentacijom specifičnih mikroorganizama.
Prerada hrane: Proizvodnja fermentirane hrane kao što su jogurt i kimchi.
