Kľúčový rozdiel – dávková a kontinuálna fermentácia
Kľúčový rozdiel medzi vsádzkovou a kontinuálnou fermentáciou je v tom, že pri vsádzkovej fermentácii sa fermentácia vykonáva vsádzkovo jedna po druhej, zatiaľ čo pri kontinuálnej fermentácii sa proces fermentácie nikdy nezastaví a prebieha dlhší čas s podávaním čerstvého média obsahujúceho živiny a zberové produkty v pravidelných intervaloch.
Fermentácia je proces rozkladu chemikálií za anaeróbnych podmienok mikroorganizmami, ako sú baktérie, kvasinky, huby atď. Inými slovami, fermentácia je definovaná ako premena organických molekúl na kyseliny, plyny alebo alkohol v absencia kyslíkového alebo elektrónového transportného reťazca v dôsledku metabolických procesov mikroorganizmov. Využitie tejto schopnosti mikroorganizmov vyrábať užitočné produkty v priemyselnom meradle je známe ako priemyselná fermentácia. Dávková a kontinuálna fermentácia sú dva typy priemyselných fermentačných procesov, ktoré sa používali na získanie užitočných produktov zarábajúcich peniaze.
Čo je dávková fermentácia?
Vsádzková fermentácia je jedným z typov priemyselnej fermentácie, pri ktorej sa produkty zbierajú po dávkach, pričom sa proces zastavuje na konci každej šarže. Pri vsádzkovej fermentácii sa na začiatku pridávajú živiny a mikroorganizmy a proces prebieha. Je to uzavretý systém a používa sa pomerne veľký fermentor. Mikrobiálny rast prebieha cez fázu oneskorenia, log fázu a stacionárnu fázu. Po dokončení fermentačného procesu sa proces zastaví a produkty sa zozbierajú. Pred ďalšou dávkou sa fermentor vyčistí a druhá dávka sa spustí nanovo.
Obrázok 01: Fermentačný priemysel
Pri vsádzkovej fermentácii je rýchlosť obratu nízka, pretože živiny sa pridávajú raz a podmienky prostredia nie sú blízke prirodzeným. Vsádzková fermentácia sa však vo veľkej miere používa v priemysle, pretože je vhodnejšia na výrobu sekundárnych metabolitov, ako sú antibiotiká atď.
Čo je kontinuálna fermentácia?
Nepretržitá fermentácia je ďalší typ priemyselného fermentačného procesu, pri ktorom fermentácia prebieha dlhší čas, pričom sa na začiatku a medzi procesom a v pravidelných intervaloch pridávajú živiny. Kontinuálna fermentácia prebieha v malom fermentore a je vhodná na produkciu primárnych metabolitov mikroorganizmov. Vo vnútri fermentora sa udržiava exponenciálny rast mikroorganizmov poskytovaním a zmenou podmienok a živín.
Aké sú podobnosti medzi dávkovou a kontinuálnou fermentáciou?
- Vsádková aj kontinuálna fermentácia sú dva priemyselné fermentačné procesy.
- Pri oboch fermentáciách sa na zabezpečenie živín používajú čerstvé médiá.
- V oboch sa používa priemyselný fermentor.
- Pri vsádzkovej a kontinuálnej fermentácii sa využívajú prospešné mikroorganizmy.
- Obe fermentácie produkujú užitočné produkty alebo biomasu ako výsledok fermentačného procesu.
- V oboch sú pre mikroorganizmy poskytnuté podmienky rastu.
- V oboch sa udržiava pH, teplota a prevzdušňovanie.
- Obe sa používajú na veľkovýrobu v priemysle.
Aký je rozdiel medzi dávkovou a kontinuálnou fermentáciou?
Dávkové vs. kontinuálna fermentácia |
|
| Vsádzková fermentácia je jedným z typov priemyselnej fermentácie, pri ktorej sa produkty zbierajú po dávkach, pričom sa proces na konci každej dávky zastavuje. | Nepretržitá fermentácia je ďalší typ priemyselného fermentačného procesu, pri ktorom fermentácia prebieha dlhší čas, pričom sa na začiatku a medzi procesom pridávajú živiny a v pravidelných intervaloch sa zbierajú. |
| Fresh Media | |
| Pri dávkovej fermentácii sa na začiatku pridáva čerstvé médium. | Pri kontinuálnej fermentácii sa čerstvé médiá pridávajú v pravidelných intervaloch. |
| Zber produktov | |
| Pri dávkovej fermentácii sa po dokončení fermentácie zozbiera produkt. | Pri kontinuálnej fermentácii sa produkty a biomasa zberajú v pravidelných intervaloch niekoľkokrát, kým proces prebieha. |
| Ukončenie procesu | |
| Pri dávkovej fermentácii, keď je dávka pripravená, proces sa ukončí. | Pri kontinuálnej fermentácii proces prebieha dlhý čas, kým sa zber neuskutoční niekoľkokrát. |
| Nastavenie fermentácie | |
| Nastavenie dávkovej fermentácie sa po spustení zvonku nezmení. | Nastavenie kontinuálnej fermentácie je možné zmeniť počas procesu fermentácie. |
| Podmienky rastu vo fermentore | |
| Pri dávkovom kvasení nezostane stav konštantný. | Pri kontinuálnej fermentácii sa podmienky udržiavajú konštantné. |
| Miera obratu | |
| Pri dávkovom kvasení je rýchlosť obrátky nízka. | Pri kontinuálnej fermentácii je rýchlosť obratu vysoká. |
| Použitie živín vo fermentore | |
| Pri dávkovej fermentácii mikroorganizmy využívajú živiny pomalšie. | Pri kontinuálnej fermentácii mikroorganizmy rýchlo využívajú živiny. |
| Mikrobiálny rast | |
| Pri vsádzkovej fermentácii sa mikrobiálny rast prejavuje v oneskorenej, logaritmickej a stacionárnej fáze. | Pri kontinuálnej fermentácii mikrobiálny rast neustále prebieha v exponenciálnej fáze. |
| Typ systému | |
| Kontinuálna fermentácia je otvorený systém. | Vsádková fermentácia je uzavretý systém. |
| Čistenie fermentora | |
| Fermentor sa čistí po zbere šarže v dávkovej fermentácii. | Fermentor nie je potrebné čistiť, pretože prebieha nepretržité pridávanie a zber. |
| Veľkosť fermentora | |
| Väčšie fermentory sa používajú na dávkovú fermentáciu. | Na kontinuálnu fermentáciu sa používajú fermentory menších rozmerov. |
| Environmentálne podmienky vo fermentore | |
| Pri dávkovej fermentácii sú podmienky prostredia menej blízke prirodzenému prostrediu. | Pri kontinuálnej fermentácii sú podmienky bližšie k prirodzenému prostrediu. |
| Vhodnosť | |
| Vsádková fermentácia je vhodná na produkciu sekundárnych metabolitov. | Nepretržitá fermentácia je vhodná na produkciu primárnych metabolitov. |
| pravdepodobnosť kontaminácie | |
| Pri dávkovej fermentácii je menšia pravdepodobnosť kontaminácie. | Pri kontinuálnej fermentácii je vysoká pravdepodobnosť kontaminácie. |
| Počiatočná cena | |
| Počiatočné náklady budú nižšie za nastavenie dávkovej fermentácie. | Počiatočné náklady na nastavenie kontinuálnej fermentácie budú vysoké. |
Zhrnutie – Dávková vs. kontinuálna fermentácia
Vsádková a kontinuálna fermentácia sú dva priemyselne prijaté fermentačné procesy na výrobu užitočných produktov z mikroorganizmov. Vsádzková fermentácia sa uskutočňuje vsádzkovým spôsobom. Nepretržitá fermentácia sa vykonáva nepretržite pri podávaní živín a zberu produktov v pravidelných intervaloch. Toto je rozdiel medzi vsádzkovou a kontinuálnou fermentáciou.
