Theoretical Characterization of Slurry Fermentation

Abstract

This is an extensive study of the three classical fermentation systems (emerged, submerged and solid‐state fermentations), thus uncovering, a system that is an intrinsically concomitant overlap of submerged and solid‐state fermentations – slurry fermentation. It is a convenient method of fermentation with hardly any theoretical characterization. This paper details the specifics of this system and its potential fields of application.

Charakterisierung von Slurry‐ Fermentationsprozessen als Grundlage für die mathematische Modellierung

“…Das disperse System ¹Slurryª wird als ein zweiphasiges, monodisperses System aufgefasst, bestehend aus einem Feststoffanteil (disperse Phase) und einer flüssigen Phase (kontinuierliche Phase). Bei der dispersen Phase handelt es sich um Feststoffpartikeln, die vereinfacht als gleichgroûe monodisperse Kugeln angenommen werden und entweder aus Substrat oder inertem Material bestehen [8]. Bei der kontinuierlichen Phase handelt es sich definitionsgemäû um eine flüssige Phase [8].…”

“…Bei der dispersen Phase handelt es sich um Feststoffpartikeln, die vereinfacht als gleichgroûe monodisperse Kugeln angenommen werden und entweder aus Substrat oder inertem Material bestehen [8]. Bei der kontinuierlichen Phase handelt es sich definitionsgemäû um eine flüssige Phase [8].…”

“…Bei einer genaueren Betrachtung ist jedoch festzustellen, dass eine Reihe von Fermentationsprozessen existiert, die durch Elemente von Submers-und Solid-State-Fermentation gekennzeichnet sind, ohne sie jedoch hinreichend genau mit einem dieser Prozesse beschreiben zu können [8]. Prozesse wie die Sauerteig-und Joghurtherstellung aus dem Bereich der Lebensmitteltechnologie oder auch die Abwasseraufbereitung (activated sludge process) aus dem Bereich der Umweltbiotechnologie sind nicht eindeutig in das bisherige System der Fermentationsprozesse einzuordnen.…”

“…Prozesse wie die Sauerteig-und Joghurtherstellung aus dem Bereich der Lebensmitteltechnologie oder auch die Abwasseraufbereitung (activated sludge process) aus dem Bereich der Umweltbiotechnologie sind nicht eindeutig in das bisherige System der Fermentationsprozesse einzuordnen. Deshalb ist das bestehende System über definierte Kriterien um einen weiteren Fermentationsprozess, die Slurry-Fermentation erweitert worden [8]. Bei…”

Klassifikationssystem für Fermentationsprozesse

“…dem Aggregatzustand des Substrates (SolidState-, Solid-Substrate-Submerged-, SemiSolid-Substrate-Submerged-, Pulverized Substrate-Submerged, Submerged-Fermentation, ...) [6, 8, 9 ± 11] oder . systembegründeten Unterscheidungen (Oberflächenkulturen, Submerskulturen, ....) [12,13]. Immer wieder wurde versucht, Fermentationssysteme nach definierten Kriterien zu klassifizieren, um einen Zugang zu deren mathematischer Beschreibung zu finden und eine eindeutige Zuordnung aller Fermentationsprozesse zu ermöglichen.…”