Diferența cheie - lotul vs cultura continuă
Microorganismele precum bacteriile și ciupercile sunt foarte benefice pentru diferite tipuri de industrii. Pentru uz industrial, microorganismele trebuie cultivate la scară largă în timpul procesului de fermentație pentru a extrage produsele necesare rezultate din metabolismul microbian. Un aparat special numit fermentator industrial este utilizat pentru cultivarea și menținerea biomasei microbiene. Este un vas mare conceput pentru a oferi spațiu și cerințele necesare pentru creșterea microbiană și metabolism. Există două tipuri de culturi de fermentație industrială adoptate în mod obișnuit în industrii denumite culturi discontinue și culturi continue. Diferența cheie între cultura discontinuă și cultura continuă este că cultura discontinuă este o tehnică utilizată pentru creșterea microorganismelor sub disponibilitate limitată de nutrienți într-un sistem închis, în timp ce cultura continuă este o tehnică utilizată pentru creșterea microorganismelor în condiții de aprovizionare optimă și continuă cu nutrienți într-un sistem deschis în industrii.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este o cultură în lot
3. Ce este o cultură continuă
4. Comparație alăturată - Cultură în lot versus cultură continuă
5. Rezumat
Ce este o cultură în lot?
Cultura în lot este o tehnică care crește microorganisme într-un sistem închis în care se furnizează la început o cantitate limitată de nutrienți. Aceasta este cea mai comună tehnică adoptată în industrii pentru a produce produse utile folosind microorganisme precum bacterii și ciuperci. Microbiul care crește în fermentator fermentează substanțele nutritive. Fermentarea este un proces de descompunere a carbohidraților în alcooli și acizi de către microorganisme în condiții anoxice. În tehnica de cultură în serie, nutrienții sunt furnizați la început și microorganismul particular este inoculat în fermentator. Fermentatorul este închis și temperatura și pH-ul sunt menținute pentru creșterea microorganismelor. Microorganismul crește în interior și folosește nutrienții furnizați și alte condiții. Cu timpul,substanțele nutritive devin limitate și condițiile de mediu se schimbă în fermentator. Prin urmare, creșterea microbiană prezintă patru etape distincte, cum ar fi faza de întârziere, faza log, faza staționară și faza de moarte. La sfârșitul fermentației, procesul este oprit și produsele utile sunt extrase și purificate. Fermentatorul este spălat și sterilizat înainte de a fi utilizat pentru o altă cultură discontinuă.
Specialitatea tehnicii de cultură în lot este că aceasta este administrată în cantități limitate de nutrienți și pentru o anumită perioadă de timp. Configurarea fermentatorului este ușor de realizat și de manipulat. Condițiile de mediu din interiorul fermentatorului variază în funcție de timp. Cu toate acestea, temperatura necesară, condițiile de pH, agitarea, presiunea etc. sunt întreținute corespunzător pentru a obține formarea cu succes a produsului.
Tehnica de cultură în lot este utilizată pe scară largă pentru purificarea metaboliților secundari precum antibiotice, pigmenți etc. Această tehnică nu este potrivită pentru producerea metaboliților primari și a produselor asociate creșterii.
Figura 01: Cultura lotului
Ce este o cultură continuă?
Cultura continuă este o altă tehnică care crește microorganisme utile. Acesta își propune să mențină o cultură microbiană în continuă creștere în faza exponențială. Poate fi realizat prin furnizarea continuă de substanțe nutritive proaspete, eliminarea deșeurilor și produselor acumulate în același ritm și menținerea altor condiții la valorile optime. Se face într-o cameră specială numită chemostat, așa cum se arată în figura 02. Mediul proaspăt este adăugat continuu de la un capăt, în timp ce produsele metabolice sunt extrase continuu din celălalt capăt al chemostatului pentru a menține volumul culturii la un nivel constant.
Cultura continuă este utilizată în industrii atunci când este necesară extragerea metaboliților primari utili, cum ar fi aminoacizii, acizii organici etc. din microorganisme. Metaboliții primari sunt produși la cea mai mare rată atunci când microorganismele sunt în faza exponențială. Prin urmare, cultura continuă își propune întotdeauna să mențină biomasa microbiană în faza log. Se face prin monitorizarea continuă a procesului și controlul sistemului.
Figura 02: Cultura continuă în chimiostat
Care este diferența dintre Batch și Cultura continuă?
Difuzarea articolului din mijloc înainte de tabel
Batch vs Continuous Culture |
|
| Tehnica de cultură în lot este utilizată pentru a cultiva microorganisme benefice în cantități limitate de nutrienți într-un fermentator închis pentru o anumită perioadă de timp. Creșterea microbiană în interiorul culturii discontinue prezintă o curbă tipică de creștere microbiană în care pot fi identificate patru faze distincte. | Tehnica de cultură continuă este utilizată pentru a crește microorganisme benefice sub un nivel optim de nutrienți într-un sistem deschis în care nutrienții sunt adăugați continuu și deșeurile și produsele sunt îndepărtate în același ritm pentru a menține creșterea într-o fază exponențială. |
| Nutrienți | |
| Nutrienții sunt furnizați o dată înainte de a începe procesul de fermentare. | Nutrienții sunt adăugați de multe ori (la început și între proces). |
| Tipul sistemului | |
| Cultura lotului este un sistem închis | Cultura continuă este un sistem deschis. |
| Încheierea procesului | |
| Procesul de cultură discontinuă este oprit după formarea produsului. | Procesul nu este oprit deși produsul este format. Îndepărtarea continuă a produsului se face fără oprirea procesului în cultură continuă. |
| Conditii de mediu | |
| Condițiile de mediu din cultura lotului nu sunt constante. | Condițiile de mediu din interiorul culturii continue sunt menținute la nivel constant. |
| Creșterea microbiană | |
| Creșterea microbiană în cultura lotului urmează fazele de întârziere, jurnal și staționare. | Creșterea microbiană este menținută la un nivel optim, care este o etapă de creștere exponențială. |
| Rata de cifra de afaceri | |
| Rata de rulare este scăzută, deoarece substanțele nutritive și alte condiții sunt limitate în interior. | Rata de rulare este ridicată, deoarece nivelurile optime de nutrienți și alte condiții sunt menținute. |
| Fermentator folosit | |
| Un fermentator de dimensiuni mari este utilizat pentru culturile discontinue | Un fermentator de dimensiuni mici este utilizat pentru cultura continuă. |
| Utilizare | |
| Fermentarea prin culturi în lot este utilizată în mod obișnuit în industrii | Fermentarea continuă a culturii este mai puțin utilizată în industrii. |
| Configurare cultură | |
| Configurarea culturii în loturi este ușor de realizat și de executat. | Configurarea continuă a culturii nu este ușor de realizat și de executat. |
| Contaminare | |
| Contaminările sunt minime în culturile discontinue | Șansele de contaminare sunt mari în cultura continuă. |
| Metode de control | |
| Metodele de control sunt ușoare și rapide. | Metodele de control sunt complicate și consumă mult timp. |
| Potrivire | |
| Cultura loturilor este mai potrivită pentru producerea de metaboliți secundari, cum ar fi antibioticele. | Cultura continuă este mai potrivită pentru producerea de metaboliți primari, cum ar fi aminoacizii și acizii organici. |
Sumar - Batch vs Continuous Culture
Cultura în lot și cultura continuă sunt două tipuri de tehnici utilizate pentru cultivarea microorganismelor la scară largă în scopuri industriale și de altă natură. În cultura discontinuă, microorganismele sunt furnizate cu nutrienți la început și cresc. Când microbii utilizează substanțele nutritive disponibile, substanțele nutritive devin limitate după o anumită perioadă de timp. Microorganismele cresc prin faze de întârziere, jurnal, staționare și moarte. Procesul de fermentare se realizează în serie, în tehnica de cultură în serie. După fiecare lot, fermentatorul este curățat și utilizat proaspăt pentru următorul lot. În cultură continuă, microorganismelor li se asigură niveluri adecvate de substanțe nutritive proaspete continuu pentru a menține întotdeauna microbii în faza log pentru a extrage metaboliții primari ai microorganismelor. Volumul culturii continue este menținut la o valoare constantă prin adăugarea de substanțe nutritive proaspete și îndepărtarea produselor în același ritm, fără a opri procesul. Cultura lotului este necesară comparativ cu un fermentator mare închis, în timp ce cultura continuă este necesară pentru un fermentator mic deschis. Aceasta este diferența dintre lotul și cultura continuă.
