Ключова разлика - партида срещу непрекъсната култура
Микроорганизмите като бактерии и гъби са много полезни за различни видове индустрии. За промишлена употреба микроорганизмите трябва да се отглеждат в голям мащаб по време на ферментационния процес, за да се извлекат необходимите продукти, получени в резултат на микробния метаболизъм. За култивиране и поддържане на микробна биомаса се използва специален апарат, наречен индустриален ферментатор. Това е голям съд, предназначен да осигури пространство и необходими изисквания за микробния растеж и метаболизма. Има два вида култури за индустриална ферментация, които обикновено се възприемат в индустрии, наречени периодична култура и непрекъсната култура. Основната разлика между периодичната култура и непрекъснатата култура е, че партидната култура е техника, използвана за отглеждане на микроорганизми при ограничена наличност на хранителни вещества в затворена система, докато непрекъснатата култура е техника, използвана за отглеждане на микроорганизми при оптимално и непрекъснато снабдяване с хранителни вещества в отворена система в индустрии.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Общ преглед и ключова разлика
2. Какво е партидна култура
3. Какво е непрекъсната култура
4. Равно до сравнение - партида срещу непрекъсната култура
5. Обобщение
Какво е партидна култура?
Партидната култура е техника, която отглежда микроорганизми в затворена система, при която в началото се доставят ограничени количества хранителни вещества. Това е най-честата техника, възприета в индустриите за производство на полезни продукти, като се използват микроорганизми като бактерии и гъбички. Микробът, който расте във ферментатора, ферментира хранителните вещества. Ферментацията е процес на разграждане на въглехидратите до алкохоли и киселини от микроорганизми при аноксични условия. В техниката на партидната култура в началото се осигуряват хранителни вещества и конкретният микроорганизъм се инокулира във ферментатора. Ферментаторът е затворен и температурата и рН се поддържат за растежа на микроорганизмите. Микроорганизмът расте вътре и използва предоставените хранителни вещества и други условия. С време,хранителните вещества стават ограничени и условията на околната среда се променят във ферментатора. Следователно, микробният растеж показва различни четири етапа, като фаза на изоставане, лог фаза, стационарна фаза и фаза на смърт. В края на ферментацията процесът се спира и полезните продукти се извличат и пречистват. Ферментаторът се измива и стерилизира, преди да се използва за друга партида култура.
Специалността на техниката на партидната култура е, че тя се използва при ограничени количества хранителни вещества и за определен период от време. Настройката на ферментатора е лесна за правене и обработка. Условията на околната среда във ферментатора варират във времето. Въпреки това, необходимите температура, pH условия, разбъркване, налягане и т.н. се поддържат правилно, за да се постигне успешно образуване на продукт.
Техниката на партидната култура се използва широко за пречистване на вторични метаболити като антибиотици, пигменти и др. Тази техника не е подходяща за производството на първични метаболити и продукти, които са свързани с растежа.
Фигура 01: Култура на партиди
Какво е непрекъсната култура?
Непрекъснатата култура е друга техника, която отглежда полезни микроорганизми. Целта му е да поддържа непрекъснато растяща микробна култура в експоненциална фаза. Това може да се постигне чрез непрекъснато снабдяване с пресни хранителни вещества, премахване на натрупаните отпадъци и продукти с еднаква скорост и поддържане на други условия на оптимални стойности. Това се прави в специална камера, наречена хемостат, както е показано на фигура 02. Прясна среда се добавя непрекъснато от единия край, докато метаболитните продукти непрекъснато се извличат от другия край на хемостата, за да се поддържа обемът на културата на постоянно ниво.
Непрекъснатата култура се използва в промишлеността, когато е необходимо да се извлекат полезни първични метаболити като аминокиселини, органични киселини и др. От микроорганизмите. Първичните метаболити се произвеждат с най-висока скорост, когато микроорганизмите са в своята експоненциална фаза. Следователно непрекъснатата култура винаги има за цел да поддържа микробната биомаса във фазата на лог. Това се прави чрез непрекъснат мониторинг на процеса и контрол на системата.
Фигура 02: Непрекъсната култура в хемостат
Каква е разликата между партидна и непрекъсната култура?
Различна статия Средна преди таблица
Партида срещу непрекъсната култура |
|
| Техниката на партидната култура се използва за култивиране на полезни микроорганизми под ограничени количества хранителни вещества в затворен ферментатор за определен период от време. Микробният растеж вътре в партидната култура показва типична крива на микробен растеж, в която могат да бъдат идентифицирани четири отделни фази. | Техниката на непрекъсната култура се използва за отглеждане на полезни микроорганизми при оптимално ниво на хранителни вещества в отворена система, в която хранителните вещества се добавят непрекъснато и отпадъците и продуктите се отстраняват със същата скорост, за да се запази растежът в експоненциална фаза. |
| Хранителни вещества | |
| Хранителните вещества се доставят веднъж, преди да започне процесът на ферментация. | Хранителните вещества се добавят многократно (при стартиране и между процеса). |
| Тип система | |
| Партидната култура е затворена система | Непрекъснатата култура е отворена система. |
| Прекратяване на процеса | |
| Процесът на партидната култура се спира след образуването на продукта. | Процесът не се спира, въпреки че продуктът се формира. Непрекъснатото отстраняване на продукта се извършва без спиране на процеса при непрекъсната култура. |
| Условия на околната среда | |
| Условията на околната среда в партидната култура не са постоянни. | Условията на околната среда в непрекъснатата култура се поддържат на постоянно ниво. |
| Микробен растеж | |
| Микробният растеж вътре в партидната култура следва фази на изоставане, дневник и стационарна фаза. | Микробният растеж се поддържа на оптимално ниво, което е степен на експоненциален растеж. |
| Темп на оборот | |
| Оборотът е нисък, тъй като хранителните вещества и други условия са ограничени вътре. | Оборотът е висок, тъй като се поддържат оптималните нива на хранителни вещества и други условия. |
| Ферментатор използван | |
| За партидни култури се използва ферментатор с голям размер | Ферментатор с малък размер се използва за непрекъсната култура. |
| Използвайте | |
| Ферментацията на периодични култури обикновено се използва в промишлеността | Непрекъснатата ферментация на културите се използва по-рядко в индустриите. |
| Настройка на културата | |
| Настройката на партидната култура е лесна за правене и стартиране. | Непрекъснато настройване на културата не е лесно да се направи и изпълни. |
| Замърсяване | |
| Замърсяванията са минимални при партидни култури | Шансът за замърсяване е голям при непрекъсната култура. |
| Методи за контрол | |
| Методите за контрол са лесни и бързи. | Методите за контрол са сложни и отнемат много време. |
| Пригодност | |
| Партидната култура е по-подходяща за производството на вторични метаболити като антибиотици. | Непрекъснатата култура е по-подходяща за производството на първични метаболити като аминокиселини и органични киселини. |
Резюме - партида срещу непрекъсната култура
Партидната култура и непрекъснатата култура са два вида техники, използвани за култивиране на микроорганизми в голям мащаб за промишлени и други цели. В периодичната култура микроорганизмите се снабдяват с хранителни вещества в началото и се отглеждат. Когато микробите използват наличните хранителни вещества, хранителните вещества стават ограничени след определен период от време. Микроорганизмите растат чрез фаза на изоставане, дневник, стационарна фаза и смърт. Процесът на ферментация се извършва периодично в техника на партидна култура. След всяка партида ферментаторът се почиства и използва прясно за следващата партида. В непрекъснатата култура микроорганизмите непрекъснато се снабдяват с адекватни нива на свежи хранителни вещества, за да поддържат винаги микробите във фаза на лог, за да извлекат първичните метаболити на микроорганизмите. Обемът на непрекъснатата култура се поддържа на постоянна стойност чрез добавяне на пресни хранителни вещества и отстраняване на продукти със същата скорост, без да се спира процесът. Партидната култура е необходима сравнително голям затворен ферментатор, докато непрекъсната култура е необходима малък отворен ферментатор. Това е разликата между периодичната и непрекъснатата култура.
