Как оценивать результат процесса? Прежде всего, конечно, по количеству накопленной биомассы или продукта метаболизма (в зависимости от того, что является целевым продуктом). Это количество пропорционально концентрациям X_K или P_K в конце ферментации (t= t_K). Однако чаще интересуются показателем, учитывающим скорость образования продукта.

Таким показателем является средняя продуктивность процесса, которая в простейшем случае определяется как
Q_X = X_K/t_K или Q_p = Р_K/t_K (10.14)
где Q_X и Q_p – средние продуктивности по биомассе и по продукту метаболизма соответственно.

Графически эти отношения представляют собой тангенс угла наклона прямой, связывающей начало координат и точку К на кривой X (t) при t – t_K (рис. 10.13). На рисунке эта прямая не проведена.

Рис. 10.13. К определению оптимального времени
завершения процесса ферментации:
К – точка, соответствующая максимальному накоплению продукта;
M – точка, в которой производительность по продукту максимальна 0

Следует иметь в виду, что при этом время t_K включает в себя как собственно время ферментации, так и время t_п, затрачиваемое на подготовительные операции (мойка, подготовка аппарата, загрузка среды и засев). Практически продуктивность означает количество полученного продукта с единицы объема аппарата в единицу времени, размерность продуктивности – г/(л • ч) или кг/(м³-ч).

Следует отметить, что заканчивать ферментацию в точке К, когда достигнута максимальная концентрация биомассы (или продукта метаболизма), по продуктивности нецелесообразно.

Если провести из начала координат касательную к кривой X(t) (она проведена на рис. 10.13 пунктиром), то можно найти точку M (точку касания) и соответствующее ей время t_M. Если закончить ферментацию в момент времени t_M, то хотя концентрация биомассы X_M меньше, чем X_K, продуктивность процесса Q_X = X_M/t_M будет значительно больше, чем Q_X = X_K / t_K.

Назовем способы, при помощи которых можно улучшить ход процесса ферментации:

• изыскание более продуктивного штамма-продуцента;
• поддержание в ходе процесса ферментации оптимальной концентрации субстрата;
• поддержание в ходе процесса ферментации оптимальных значений температуры и величины рН, причем не обязательно на постоянном уровне, а меняя их по определенной программе;
• поддержание в ходе процесса оптимального режима по параметрам аэрации – концентраций в среде растворенного кислорода и растворенного углекислого газа;
• поддержание оптимального режима перемешивания ферментационной жидкости в аппарате.