Unterschied zwischen Charge und kontinuierlicher Kultur
Schlüsselunterschied - Batch gegen kontinuierliche Kultur
Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze sind für verschiedene Arten von Branchen sehr vorteilhaft. Für den industriellen Gebrauch sollten Mikroorganismen während des Fermentationsprozesses in großem Maßstab angebaut werden, um die erforderlichen Produkte zu extrahieren, die aus dem mikrobiellen Stoffwechsel resultieren. Ein spezieller Apparat namens Industrial Fermenter wird verwendet, um mikrobielle Biomasse zu kultivieren und aufrechtzuerhalten. Es ist ein großes Schiff, das Platz und die erforderlichen Anforderungen für mikrobielles Wachstum und Stoffwechsel bietet. Es gibt zwei Arten von industriellen Fermentationskulturen, die in Branchen, die als Batch -Kultur und kontinuierliche Kultur bezeichnet werden. Der Hauptunterschied zwischen Stapelkultur und kontinuierlicher Kultur ist das Die Batch -Kultur ist eine Technik, mit der Mikroorganismen unter begrenzter Nährstoffverfügbarkeit in einem geschlossenen System wachsen können während Kontinuierliche Kultur ist eine Technik, mit der Mikroorganismen unter optimaler und kontinuierlicher Nährstoffversorgung in einem offenen System in der Industrie wachsen können.
INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist eine Chargenkultur
3. Was ist eine kontinuierliche Kultur
4. Seite an Seite Vergleich - Batch vs kontinuierliche Kultur
5. Zusammenfassung
Was ist eine Chargenkultur?
Die Batch -Kultur ist eine Technik, die Mikroorganismen in einem geschlossenen System wächst, bei dem zu Beginn eine begrenzte Menge an Nährstoffen geliefert wird. Dies ist die häufigste Technik, die in der Industrie verwendet wird, um nützliche Produkte mit Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen herzustellen. Mikrobe, die im Fermentierer wächst, fermentiert die Nährstoffe. Fermentation ist ein Bruchprozess von Kohlenhydraten in Alkohole und Säuren durch Mikroorganismen unter anoxischen Bedingungen. Bei der Batch -Kulturtechnik werden Nährstoffe zu Beginn bereitgestellt und der bestimmte Mikroorganismus wird in den Fermenter geimpft. Der Fermentierer ist geschlossen und die Temperatur und der pH -Wert werden für das Wachstum von Mikroorganismen gehalten. Der Mikroorganismus wächst im Inneren und nutzt die bereitgestellten Nährstoffe und andere Erkrankungen. Mit der Zeit werden Nährstoffe begrenzt und die Umweltbedingungen verändern sich innerhalb des Fermenters. Daher zeigt das mikrobielle Wachstum verschiedene Stadien wie Verzögerungsphase, logarithmische Phase, stationäre Phase und Todsphase. Am Ende der Fermentation wird der Prozess gestoppt und nützliche Produkte werden extrahiert und gereinigt. Der Fermenter wird gewaschen und sterilisiert, bevor er für eine andere Chargenkultur verwendet wird.
Die Spezialität der Batch -Kulturtechnik ist, dass diese unter begrenzten Mengen an Nährstoffen und für einen bestimmten Zeitraum betrieben wird. Das Fermenter -Setup ist einfach zu machen und zu handhaben. Umgebungsbedingungen im Fermenter variieren mit der Zeit. Erforderliche Temperatur, pH -Bedingungen, Rühren, Druck usw. werden ordnungsgemäß aufrechterhalten, um eine erfolgreiche Produktbildung zu erreichen.
Die Batch -Kulturtechnik wird häufig zur Reinigung von Sekundärmetaboliten wie Antibiotika, Pigmenten usw. verwendet. Diese Technik ist nicht für die Herstellung von Primärmetaboliten und Produkten geeignet, die mit dem Wachstum verbunden sind.
Abbildung 01: Batch -Kultur
Was ist eine kontinuierliche Kultur?
Kontinuierliche Kultur ist eine weitere Technik, die nützliche Mikroorganismen wächst. Ziel ist es, eine kontinuierlich wachsende mikrobielle Kultur in exponentieller Phase aufrechtzuerhalten. Es kann erreicht werden, indem frische Nährstoffe kontinuierlich geliefert werden, akkumulierte Abfälle und Produkte gleichzeitig entfernen und andere Bedingungen bei den optimalen Werten behalten. Es erfolgt in einer speziellen Kammer namens Chemostat, wie in Abbildung 02 gezeigt. Frisches Medium wird kontinuierlich von einem Ende hinzugefügt, während metabolische Produkte kontinuierlich aus dem anderen Ende des Chemostats extrahiert werden, um das Kulturvolumen auf konstanter Ebene zu halten.
Kontinuierliche Kultur wird in der Industrie verwendet, wenn sie nützliche primäre Metaboliten wie Aminosäuren, organische Säuren usw. extrahieren müssen. Aus den Mikroorganismen. Primäre Metaboliten werden mit höchster Geschwindigkeit hergestellt, wenn sich die Mikroorganismen in ihrer exponentiellen Phase befinden. Daher zielt die kontinuierliche Kultur immer darauf ab, die mikrobielle Biomasse in der Protokollphase aufrechtzuerhalten. Dies erfolgt durch die kontinuierliche Überwachung des Prozesses und die Steuerung des Systems.
Abbildung 02: Kontinuierliche Kultur im Chemostat
Was ist der Unterschied zwischen Charge und kontinuierlicher Kultur?
Batch gegen kontinuierliche Kultur | |
| Die Batch -Kulturtechnik wird verwendet, um vorteilhafte Mikroorganismen unter begrenzten Nährstoffen in einem geschlossenen Fermenter für einen bestimmten Zeitraum zu fördern. Das mikrobielle Wachstum innerhalb der Chargenkultur zeigt eine typische mikrobielle Wachstumskurve, in der vier unterschiedliche Phasen identifiziert werden können. | Kontinuierliche Kulturtechnik wird verwendet, um vorteilhafte Mikroorganismen unter optimalem Nährstoffniveau in einem offenen System zu erhöhen, in dem Nährstoffe kontinuierlich hinzugefügt werden und Abfall und Produkte mit der gleichen Geschwindigkeit entfernt werden, um das Wachstum in einer Exponentialphase zu halten. |
| Nährstoffe | |
| Nährstoffe werden einmal vor Beginn des Fermentationsprozesses geliefert. | Nährstoffe werden viele Male hinzugefügt (bei Start und zwischen dem Prozess). |
| Art des Systems | |
| Die Batch -Kultur ist ein geschlossenes System | Kontinuierliche Kultur ist ein offenes System. |
| Beendigung des Prozesses | |
| Der Prozess der Chargenkultur wird gestoppt, nachdem das Produkt gebildet wurde. | Der Prozess wird nicht gestoppt, obwohl das Produkt gebildet wird. Die kontinuierliche Entfernung des Produkts wird durchgeführt, ohne den Prozess in kontinuierlicher Kultur zu stoppen. |
| Umweltbedingungen | |
| Die Umgebungsbedingungen innerhalb der Chargenkultur sind nicht konstant. | Die Umgebungsbedingungen innerhalb der kontinuierlichen Kultur werden auf konstanter Ebene aufrechterhalten. |
| Mikrobielles Wachstum | |
| Das mikrobielle Wachstum innerhalb der Batch -Kultur folgt Verzögerungs-, Log- und stationäre Phasen. | Das mikrobielle Wachstum wird auf optimalem Niveau gehalten, was eine exponentielle Wachstumsphase ist. |
| Umsatzrate | |
| Die Umsatzrate ist niedrig, da die Nährstoffe und andere Bedingungen im Inneren begrenzt sind. | Die Umsatzrate ist hoch, da die optimalen Nährstoffniveaus und andere Erkrankungen erhalten bleiben. |
| Fermentierer verwendet | |
| Für Stapelkulturen wird ein großer Fermenter verwendet | Ein kleiner Fermenter wird für die kontinuierliche Kultur verwendet. |
| Verwenden | |
| Die Fermentation der Batch -Kultur wird in der Branche üblicherweise eingesetzt | Die kontinuierliche Kulturfermentation wird in der Industrie weniger eingesetzt. |
| Kultur -Setup | |
| Die Batch -Kultur -Setup ist leicht zu machen und zu laufen. | Continuous Culture Setup ist nicht einfach zu machen und zu laufen. |
| Kontamination | |
| Verunreinigungen sind in Stapelkulturen minimal | Die Kontaminationschance hat eine hohe kontinuierliche Kultur. |
| Kontrollmethoden | |
| Kontrollmethoden sind einfach und schnell. | Kontrollmethoden sind kompliziert und zeitaufwändig. |
| Eignung | |
| Die Chargenkultur eignet sich besser für die Herstellung von Sekundärmetaboliten wie Antibiotika. | Die kontinuierliche Kultur eignet sich besser für die Herstellung von primären Metaboliten wie Aminosäuren und organischen Säuren. |
Zusammenfassung -Batch gegen kontinuierliche Kultur
Batch -Kultur und kontinuierliche Kultur sind zwei Arten von Techniken, die zur Kultivierung von Mikroorganismen in großem Maßstab für industrielle und andere Zwecke angewendet werden. In der Batch -Kultur werden Mikroorganismen zu Beginn mit Nährstoffen versehen und gewachsen. Wenn Mikroben die verfügbaren Nährstoffe verwenden, werden Nährstoffe nach einem bestimmten Zeitraum begrenzt. Mikroorganismen wachsen durch Verzögerungs-, Log-, Stationär- und Todesphasen. Der Fermentationsprozess wird in die Chargenkulturmetechnik beobachtet. Nach jeder Charge wird Fermenter gereinigt und frisch für die nächste Charge verwendet. In der kontinuierlichen Kultur werden Mikroorganismen kontinuierlich mit ausreichenden frischen Nährstoffen versehen, um die Mikroorganismen immer in der logarithmischen Phase zu extrahieren, um primäre Metaboliten der Mikroorganismen zu extrahieren. Das Volumen der kontinuierlichen Kultur wird durch Hinzufügen von frischen Nährstoffen und Entfernen von Produkten mit gleicher Geschwindigkeit mit einem konstanten Wert gehalten, ohne den Prozess zu stoppen. Die Batch -Kultur wird vergleichsweise ein großer geschlossener Fermenter benötigt, während eine kontinuierliche Kultur ein kleiner offener Fermenter benötigt wird. Dies ist der Unterschied zwischen Charge und kontinuierlicher Kultur.
Verweise
1. Dionyse i. Foustoukos. „Ein kontinuierliches Kultursystem zur Bewertung mikrobieller Aktivitäten in der Piezosphäre.”Angewandte und Umweltmikrobiologie. N.P., 01. Oktober. 2015. Netz. 13. Mai 2017
2. Edward Robertson -. „Bakterielles Wachstum: Batch vs kontinuierlich.Biokest. N.P., N.D. Netz. 13. Mai 2017. .
Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "Chemostat -Gefäßdiagramm" von CGRAHAM2332 - eigene Arbeit (CC BY -SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. "Die kleinen fermentierenden Panzer" von Glyn Baker (CC BY-SA 2.0) über Geografie.Vereinigtes Königreich
