Ključna razlika – šaržna proti neprekinjeni fermentaciji
Ključna razlika med serijsko in kontinuirano fermentacijo je v tem, da pri šaržni fermentaciji fermentacija poteka šaržno ena za drugo, medtem ko se pri kontinuirani fermentaciji proces fermentacije nikoli ne ustavi vmes in poteka dlje časa s hranjenjem svežih gojišč, ki vsebujejo hranila in produkte žetve v rednih intervalih.
Fermentacija je proces razgradnje kemikalij v anaerobnih pogojih z mikroorganizmi, kot so bakterije, kvasovke, glive itd. Z drugimi besedami, je fermentacija opredeljena kot pretvorba organskih molekul v kisline, pline ali alkohol v odsotnost transportne verige kisika ali elektronov kot posledica presnovnih procesov mikroorganizmov. Uporaba te sposobnosti mikroorganizmov za izdelavo uporabnih izdelkov v industrijskem obsegu je znana kot industrijska fermentacija. Serijska in kontinuirana fermentacija sta dve vrsti industrijskih postopkov fermentacije, s katerimi so pridobivali uporabne izdelke, ki so služili denar.
Kaj je šaržna fermentacija?
Šaržna fermentacija je ena od vrst industrijske fermentacije, pri kateri se proizvodi pobirajo šaržno, medtem ko se postopek ustavi na koncu vsake serije. Pri serijski fermentaciji se na začetku dodajajo hranila in mikroorganizmi ter vodijo proces. Je zaprt sistem in uporablja se relativno velik fermentor. Mikrobna rast poteka v fazi zamika, fazi dnevnika in stacionarni fazi. Ko je proces fermentacije končan, se postopek ustavi in proizvodi se poberejo. Pred naslednjo šaržo se fermentor očisti in druga serija se na novo zažene.
Slika 01: Fermentacijska industrija
Stopnja obračanja je pri serijski fermentaciji nizka, saj se hranila dodajo enkrat in okoljski pogoji niso blizu naravnim. Vendar pa se šaržna fermentacija zelo uporablja v industriji, saj je bolj primerna za proizvodnjo sekundarnih metabolitov, kot so antibiotiki itd.
Kaj je neprekinjena fermentacija?
Kontinuirana fermentacija je druga vrsta industrijskega procesa fermentacije, pri kateri fermentacija poteka dlje časa z dodajanjem hranil na začetku in med postopkom ter obiranjem v rednih intervalih. Kontinuirana fermentacija poteka v majhnem fermentorju in je primerna za proizvodnjo primarnih metabolitov mikroorganizmov. Znotraj fermentorja se z zagotavljanjem in spreminjanjem pogojev in hranil ohranja eksponentna rast mikroorganizmov.
Kakšne so podobnosti med serijsko in neprekinjeno fermentacijo?
- Tako šaržna kot neprekinjena fermentacija sta dva industrijska postopka fermentacije.
- Pri obeh fermentacijah se za zagotavljanje hranil uporabljajo sveži mediji.
- V obeh je uporabljen industrijski fermentor.
- Pri šaržni in neprekinjeni fermentaciji se uporabljajo koristni mikroorganizmi.
- Obe fermentaciji proizvajata uporabne produkte ali biomaso kot rezultat procesa fermentacije.
- V obeh so mikroorganizmom zagotovljeni pogoji za rast.
- V obeh se vzdržujejo pH, temperatura in prezračevanje.
- Oboje se uporablja za obsežno proizvodnjo v industriji.
Kakšna je razlika med serijsko in neprekinjeno fermentacijo?
Serija proti neprekinjeni fermentaciji |
|
| Šaržna fermentacija je ena od vrst industrijske fermentacije, pri kateri se proizvodi pobirajo šaržno, medtem ko se postopek ustavi na koncu vsake serije. | Neprekinjena fermentacija je druga vrsta industrijskega procesa fermentacije, pri kateri fermentacija poteka dlje časa z dodajanjem hranil na začetku in med procesom ter obiranjem v rednih intervalih. |
| Sveži mediji | |
| Pri serijski fermentaciji se na začetku doda svež medij. | Pri kontinuirani fermentaciji se v rednih intervalih dodajajo sveži mediji. |
| Žetev izdelkov | |
| Pri serijski fermentaciji se izdelek pobere, ko je fermentacija končana. | Pri kontinuirani fermentaciji se proizvodi in biomasa večkrat pobirajo v rednih intervalih, medtem ko proces poteka. |
| Prekinitev procesa | |
| Pri šaržni fermentaciji se postopek zaključi, ko je serija pripravljena. | Pri neprekinjeni fermentaciji proces poteka dolgo časa, dokler se žetev ne izvede večkrat. |
| Nastavitev fermentacije | |
| Nastavitev šaržne fermentacije se ne spremeni od zunaj, ko se začne. | Nastavitev neprekinjene fermentacije lahko spremenite med procesom fermentacije. |
| Rastni pogoji v fermentorju | |
| Pri serijski fermentaciji stanje ne bo ostalo konstantno. | Pri neprekinjeni fermentaciji so pogoji konstantni. |
| stopnja prometa | |
| Pri serijski fermentaciji je stopnja obrata nizka. | Pri kontinuirani fermentaciji je stopnja obrata visoka. |
| Uporaba hranil v fermentorju | |
| Pri serijski fermentaciji mikroorganizmi počasneje uporabljajo hranila. | Pri neprekinjeni fermentaciji mikroorganizmi hitro izkoristijo hranila. |
| Mikrobna rast | |
| Pri serijski fermentaciji se mikrobna rast kaže v fazah zamika, log in stacionarnih fazah. | Pri neprekinjeni fermentaciji je rast mikrobov ves čas v eksponentni fazi. |
| Vrsta sistema | |
| Neprekinjena fermentacija je odprt sistem. | Šaržna fermentacija je zaprt sistem. |
| Čiščenje fermentorja | |
| Fermentor se očisti po žetvi serije pri serijski fermentaciji. | Čiščenje fermentorja ni potrebno, saj sta opravljena neprekinjeno dodajanje in žetev. |
| Velikost fermentorja | |
| Večji fermentorji se uporabljajo za šaržno fermentacijo. | Za kontinuirano fermentacijo se uporabljajo fermentorji manjše velikosti. |
| Okoljski pogoji v fermentorju | |
| Pri serijski fermentaciji so okoljski pogoji manj podobni naravnemu okolju. | Pri kontinuirani fermentaciji so pogoji bližje naravnemu okolju. |
| Primernost | |
| Šaržna fermentacija je primerna za proizvodnjo sekundarnih metabolitov. | Neprekinjena fermentacija je primerna za proizvodnjo primarnih metabolitov. |
| Možnost kontaminacije | |
| Možnost kontaminacije je manjša pri serijski fermentaciji. | Možnost kontaminacije je velika pri neprekinjeni fermentaciji. |
| Začetni stroški | |
| Začetni stroški bodo nižji za nastavitev šaržne fermentacije. | Začetni stroški bodo visoki za nastavitev neprekinjene fermentacije. |
Povzetek – Serijska proti neprekinjeni fermentaciji
Šaržna in kontinuirana fermentacija sta dva industrijsko sprejeta postopka fermentacije za proizvodnjo uporabnih produktov iz mikroorganizmov. Šaržna fermentacija poteka šaržno. Neprekinjena fermentacija poteka neprekinjeno, medtem ko se v rednih časovnih presledkih dovajajo hranila in proizvodi žetve. To je razlika med šaržno in kontinuirano fermentacijo.
