Сфера применения биотехнологических процессов настолько обширна, что на сегодня затрагивает практически все направления жизнедеятельности человека. При этом все процессы биотехнологии классифицируют, как получение продуктов метаболизма и производство биомассы. Но такое разделение не отражает наиболее важных моментов, происходящих в промышленных биотехнологических процессах, ведь существует несколько стадий биотехнологического производства, имеющих сходства и различия, что зависит от целей самого процесса.
Всего выделяют пять стадий производства, в каждом из которых протекают характерные только им процессы биотехнологии, и аппараты по этой причине требуются разные. Так на начальных двух стадиях происходит подготовка сырья, биологически действующего начала. Обычно для этого в инженерной энзимологии приготавливается раствор субстрата с требуемыми параметрами по рН, концентрации, температуре, и готовится партия ферментного препарата, ферментного или иммобилизованного, данного типа. Для микробиологического синтеза крайне необходимо приготовление питательной среды, поддержание чистой культуры, для постоянного или для частичного использования в процессе по мере необходимости.
На этом этапе главной задачей всех микробиологических производств является поддержание чистой культуры, поскольку только высокоактивный штамм-продуцент, без нежелательных изменений может гарантировать получение целевого продукта требуемых характеристик и заданных свойств. На третьем этапе ферментации происходит образование продукта, где микробиологическое превращение позволяет из компонентов питательной среды получить вначале биомассу, а затем, если необходимо, и целевой метаболит. Четвертый этап необходим для выделения и очищения из культуральной жидкости целевых продуктов. В промышленных микробиологических процессах это, как правило, происходит с образованием разбавленных растворов, суспензий, содержащих большие объемы других веществ. По этой причине смеси веществ близкой природы, заключенных в растворе сравнимой концентрации, легко поддающихся термической деструкции, весьма лабильных, приходится разделять.
Ну и в заключении биотехнологического производства осуществляют непосредственное изготовление товарных форм продуктов, при этом многие продукты микробиологического синтеза недостаточно стойки к хранению, даже излишне склонны к разложению, поскольку для развития сторонней микрофлоры являются прекрасной средой, что заставляет дополнительно принимать специальные меры повышающие сохранность препаратов биотехнологии. Например, для препаратов, используемых в медицинских целях, предъявляют повышенные требования по стерильности на стадиях расфасовки, укупорки.
