A fermentação microbiana é o método mais aplicado na biotecnologia e tem inúmeras utilizações e aplicações indústria atualmente. Um exemplo desta tecnologia é a produção industrial de eritromicina, um antibiótico produzido pela Saccharopolyspora erythrasea por meio de fermentação aeróbica. A fermentação microbiana também é um meio de produção de vitaminas, sendo a riboflavina, o betacaroteno e a vitamina B12 as de maior importância ao nível industrial.
Numa fermentação por lotes típica, acrescenta-se uma solução rica em nutrientes, inoculam-se os microrganismos e não se acrescenta mais nada além de oxigénio (muitos microrganismos utilizados em processos biotecnológicos são aeróbios) e um antiespumante. Neste tipo de fermentador, as condições durante a fermentação variam devido à acumulação de detritos e à multiplicação dos microrganismos.
Durante o processo podem ser acrescentadas vitaminas, minerais, aminoácidos gordos e, dependendo do tipo de bactéria, fatores de crescimento. Também se acrescenta um antiespumante para controlar o excesso de bolhas, mistura-se por meio de agitação para que entre oxigénio e saia dióxido de carbono e misturam-se bem os nutrientes. Para um melhor rendimento, isto é feito a uma temperatura constante. As reações químicas e mecânicas (agitação) que ocorrem dentro de um fermentador acrescentam calor ao sistema e, se este calor que é acrescentado não for anulado, as células podem morrer ou deixar de produzir, pelo que é necessário um sistema de refrigeração que deve ser controlado por meio de um sistema de controlo apropriado.
Os processos de fermentação são normalmente controlados por sistemas tipo PLC que controlam automaticamente o pH, a temperatura, os níveis de oxigénio, a agitação, etc.
Os problemas mais habituais relacionados com a fermentação são as contaminações durante o processo causadas por uma esterilização inadequada ou pela perda da mesma durante o processo. A utilização de sistemas fiáveis e com altas prestações garante as condições para uma produção segura e de elevada qualidade.