Razlika med šaržno in neprekinjeno kulturo

Ključna razlika - Šarža proti nenehni kulturi
 

Mikroorganizmi, kot so bakterije in glive, so zelo koristni za različne vrste industrije. Za industrijsko uporabo je treba mikroorganizme v procesu fermentacije v velikem obsegu gojiti, da se pridobijo potrebni proizvodi, ki nastanejo zaradi mikrobne presnove. Za gojenje in vzdrževanje mikrobne biomase se uporablja poseben aparat, imenovan industrijski fermenter. To je veliko plovilo, zasnovano tako, da zagotavlja prostor in potrebne zahteve za rast in metabolizem mikrobov. Obstajata dve vrsti industrijskih fermentacijskih kultur, ki se običajno uporabljajo v panogah, imenovanih šaržna kultura in neprekinjena kultura. Ključna razlika med šaržno kulturo in neprekinjeno kulturo je v tem šaržna kultura je tehnika, ki se uporablja za gojenje mikroorganizmov z omejeno razpoložljivostjo hranil v zaprtem sistemu medtem neprekinjena kultura je tehnika, ki se uporablja za gojenje mikroorganizmov pod optimalno in nenehno oskrbo s hranili v odprtem sistemu v industriji.

VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je šaržna kultura
3. Kaj je nenehna kultura
4. Primerjava ob strani - šarža in nenehna kultura
5. Povzetek

Kaj je šaržna kultura?

Šaržna kultura je tehnika, ki goji mikroorganizme v zaprtem sistemu, kjer je na začetku zagotovljena omejena količina hranil. To je najpogostejša tehnika, uporabljena v panogah za izdelavo koristnih izdelkov z uporabo mikroorganizmov, kot so bakterije in glive. Mikrob, ki raste v fermentoru, fermentira hranila. Fermentacija je proces razgradnje ogljikovih hidratov v alkohole in kisline, ki jih mikroorganizmi pod anoksičnimi pogoji. V tehniki šaržnega gojenja so na začetku zagotovljena hranila, poseben mikroorganizem pa se inokulira v fermentor. Fermentor je zaprt, ohranjata pa se temperatura in pH za rast mikroorganizmov. Mikroorganizem raste v notranjosti in izkorišča zagotovljena hranila in druge pogoje. Sčasoma hranila postanejo omejena, v okolju fermenterja pa se spremenijo okoljski pogoji. Zato rast mikrobov kaže na štiri stopnje, kot so faza zamika, faza log, stacionarna faza in smrtna faza. Po koncu fermentacije se postopek ustavi in ​​uporabni proizvodi se ekstrahirajo in očistijo. Fermenter se spere in sterilizira, preden se uporabi za drugo šaržno kulturo.

Posebnost tehnike šaržnega gojenja je, da se ta izvaja v omejenih količinah hranil in za določeno časovno obdobje. Nastavitev fermentorja je enostavna za izdelavo in upravljanje. Okoljski pogoji v fermentorju se spreminjajo s časom. Vendar pa se za uspešno tvorbo izdelka pravilno vzdržujeta zahtevana temperatura, pH pogoji, mešanje, tlak itd.

Tehnika šaržne kulture se pogosto uporablja za čiščenje sekundarnih presnovkov, kot so antibiotiki, pigmenti itd. Ta tehnika ni primerna za proizvodnjo primarnih presnovkov in proizvodov, ki so povezani z rastjo.

Slika 01: Šaržna kultura

Kaj je nenehna kultura?

Nenehna kultura je še ena tehnika, ki goji koristne mikroorganizme. Njegov cilj je ohranjati nenehno rastočo kulturo mikrobov v eksponentni fazi. To lahko dosežemo z neprekinjeno preskrbo svežih hranilnih snovi, odstranjevanjem nakopičenih odpadkov in izdelkov z isto hitrostjo ter ohranjanjem drugih pogojev pri optimalnih vrednostih. Izvaja se v posebni komori, imenovani kemostat, kot je prikazano na sliki 02. Svež medij se dodaja neprekinjeno z enega konca, medtem ko se presnovni produkti nenehno izločajo z drugega konca kemostata, da se ohranja kultura na konstantni ravni.

Neprekinjena kultura se uporablja v industrijah, ko je treba iz mikroorganizmov črpati koristne primarne presnovke, kot so aminokisline, organske kisline itd. Primarni presnovki nastajajo z največjo hitrostjo, ko so mikroorganizmi v eksponentni fazi. Zato je stalna kultura vedno namenjena ohranjanju mikrobne biomase v fazi log. To se izvaja z neprekinjenim nadzorom procesa in nadzorom sistema.

Slika 02: Nenehna kultura v kemostatu

Kakšna je razlika med šaržno in neprekinjeno kulturo?

Šarž proti nenehni kulturi
Tehnika šaržnega gojenja se uporablja za gojenje koristnih mikroorganizmov z omejeno količino hranil v zaprtem fermentoru za določeno časovno obdobje. Mikrobna rast znotraj šaržne kulture kaže značilno krivuljo rasti mikrobov, v kateri je mogoče prepoznati štiri različne faze.	Tehnika neprekinjene kulture se uporablja za gojenje koristnih mikroorganizmov pod optimalno raven hranil v odprtem sistemu, v katerem se hranila nenehno dodajajo, odpadki in proizvodi pa se odstranijo z isto hitrostjo, da rast ostane v eksponentni fazi.
Hranila
Hranila so na voljo enkrat pred začetkom fermentacije.	Hranila dodamo večkrat (med zagonom in med postopkom).
Vrsta sistema
Šaržna kultura je zaprt sistem	Nenehna kultura je odprt sistem.
Prenehanje postopka
Po oblikovanju izdelka se ustavi postopek šaržne kulture.	Postopek se ne ustavi, čeprav se izdelek oblikuje. Nenehno odstranjevanje izdelka se izvede brez zaustavljanja postopka v neprekinjeni kulturi.
Okoljske razmere
Okoljski pogoji v šaržni kulturi niso stalni.	Okoljski pogoji znotraj neprekinjene kulture se ohranjajo na konstantni ravni.
Mikrobna rast
Mikrobna rast znotraj šaržne kulture sledi zaostajanju, dnevniku in mirovanju.	Rast mikrobov se vzdržuje na optimalni ravni, ki je eksponentna stopnja rasti.
Fluktuacija
Stopnja prometa je nizka, saj so hranilne snovi in ​​drugi pogoji znotraj prostora omejeni.	Stopnja prometa je visoka, ker se ohranjajo optimalne ravni hranil in drugi pogoji.
Fermenter Rabljeno
Fermenter velike velikosti se uporablja za šaržne kulture	Za kontinuirano gojenje se uporablja fermentor majhne velikosti.
Uporaba
Šaržna fermentacija se pogosto uporablja v industriji	Neprekinjena fermentacija kulture se manj uporablja v industrijah.
Nastavitev kulture
Nastavitev kulture šarže je enostavno izdelati in zagnati.	Nenehne nastavitve kulture ni enostavno izdelati in zagnati.
Kontaminacija
Kontaminacije so v šaržnih kulturah minimalne	Pri stalni kulturi je možnost onesnaženja velika.
Metode nadzora
Načini nadzora so enostavni in hitri.	Metode nadzora so zapletene in zamudne.
Primernost
Šaržna kultura je bolj primerna za proizvodnjo sekundarnih presnovkov, kot so antibiotiki.	Kontinuirana kultura je bolj primerna za proizvodnjo primarnih presnovkov, kot so aminokisline in organske kisline.

Povzetek - Šarža proti nenehni kulturi

Kultura šarže in kontinuirana kultura sta dve vrsti tehnik, ki se uporabljata za gojenje mikroorganizmov v velikem obsegu za industrijske in druge namene. V šaržni kulturi so mikroorganizmi na začetku preskrbljeni s hranili in jih gojijo. Ko mikrobi izkoristijo razpoložljiva hranila, se hranila po določenem časovnem obdobju omejijo. Mikroorganizmi rastejo skozi fazo zaostanka, dnevnika, mirovanja in smrti. Postopek fermentacije se izvaja v šaržni tehniki. Po vsaki šarži fermenter očistimo in uporabimo sveže za naslednjo serijo. V neprekinjeni kulturi so mikroorganizmi neprestano deležni ustreznih ravni svežih hranil, da mikrobi vedno vzdržujejo fazo v log fazi, da izločijo primarne presnovke mikroorganizmov. Količina neprekinjene kulture se ohranja s konstantno vrednostjo z dodajanjem svežih hranil in z enako hitro odstranitvijo izdelkov, ne da bi postopek ustavili. Kultura šarže je potrebna primerjalno z velikim zaprtim fermentorjem, medtem ko je neprekinjena kultura potrebna majhnim odprtim fermentorjem. To je razlika med šaržo in kontinuirano kulturo.

Reference
1. Dioniz I. I. Foustoukos. "Sistem neprekinjene kulture za ocenjevanje mikrobnih dejavnosti v piezosferi." Uporabna in okoljska mikrobiologija. N.p., 01. oktober 2015. Splet. 13. maj 2017
2. Edward Robertson -. "Rast bakterij: šarža proti kontinuiranim." Biogest. N.p., n.d. Splet. 13. maj 2017. .

Vljudnost slik:
1. „Diagram plovil s kemostatom“ CGraham2332 - Lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia
2. "Mali rezervoarji za fermentacijo" avtorja Glyn Baker (CC BY-SA 2.0) prek Geograph.UK