Klíčový rozdíl – dávková versus kontinuální fermentace
Klíčový rozdíl mezi vsádkovou a kontinuální fermentací je v tom, že při vsádkové fermentaci se fermentace provádí vsádkově jedna po druhé, zatímco v kontinuální fermentaci se proces fermentace nikdy nezastaví a probíhá delší dobu s podáváním čerstvého média obsahujícího živiny a produkty sklizně v pravidelných intervalech.
Fermentace je proces rozkladu chemikálií za anaerobních podmínek mikroorganismy, jako jsou bakterie, kvasinky, houby atd. Jinými slovy, fermentace je definována jako přeměna organických molekul na kyseliny, plyny nebo alkohol v nepřítomnost kyslíkového nebo elektronového transportního řetězce v důsledku metabolických procesů mikroorganismů. Využití této schopnosti mikroorganismů vyrábět užitečné produkty v průmyslovém měřítku je známé jako průmyslová fermentace. Dávková a kontinuální fermentace jsou dva typy průmyslových fermentačních procesů, které se používaly k získání užitečných produktů, které vydělávají peníze.
Co je dávková fermentace?
Vsádková fermentace je jedním z typů průmyslové fermentace, při které se produkty sklízejí po dávkách a na konci každé šarže se proces zastaví. Při dávkové fermentaci se na začátku přidávají živiny a mikroorganismy a proces probíhá. Je to uzavřený systém a používá se poměrně velký fermentor. K mikrobiálnímu růstu dochází prostřednictvím lag fáze, log fáze a stacionární fáze. Jakmile je proces fermentace dokončen, proces se zastaví a produkty se sklidí. Před další várkou se fermentor vyčistí a druhá várka se spustí nově.
Obrázek 01: Fermentační průmysl
Rychlost obratu je při dávkové fermentaci nízká, protože živiny jsou přidány jednou a podmínky prostředí nejsou blízké přirozeným. Vsádková fermentace se však v průmyslu velmi používá, protože je vhodnější pro produkci sekundárních metabolitů, jako jsou antibiotika atd.
Co je kontinuální fermentace?
Nepřetržitá fermentace je dalším typem průmyslového fermentačního procesu, ve kterém fermentace probíhá po delší dobu, přičemž se na začátku a mezi procesem a sklizní v pravidelných intervalech přidávají živiny. Kontinuální fermentace probíhá v malém fermentoru a je vhodná pro produkci primárních metabolitů mikroorganismů. Uvnitř fermentoru je udržován exponenciální růst mikroorganismů poskytováním a změnou podmínek a živin.
Jaké jsou podobnosti mezi dávkovou a kontinuální fermentací?
- Vsádková i kontinuální fermentace jsou dva průmyslové fermentační procesy.
- Při obou fermentacích se k zajištění živin používá čerstvé médium.
- V obou je použit průmyslový fermentor.
- Při vsádkové a kontinuální fermentaci se používají prospěšné mikroorganismy.
- Obě fermentace produkují užitečné produkty nebo biomasu jako výsledek fermentačního procesu.
- V obou jsou pro mikroorganismy zajištěny podmínky růstu.
- V obou případech je udržováno pH, teplota a provzdušňování.
- Oba se používají pro velkovýrobu v průmyslových odvětvích.
Jaký je rozdíl mezi dávkovou a kontinuální fermentací?
Šaržová vs. kontinuální fermentace |
|
| Vsádková fermentace je jedním z typů průmyslové fermentace, při které se produkty sklízejí po dávkách a na konci každé šarže se proces zastaví. | Nepřetržitá fermentace je dalším typem průmyslového fermentačního procesu, při kterém fermentace probíhá delší dobu, přičemž se na začátku a mezi procesem přidávají živiny a v pravidelných intervalech se sklízejí. |
| Fresh Media | |
| Při dávkové fermentaci se na začátku přidává čerstvé médium. | Při kontinuální fermentaci se v pravidelných intervalech přidávají čerstvé médium. |
| Sklízení produktu | |
| Při dávkové fermentaci se po dokončení fermentace produkt sklidí. | Při kontinuální fermentaci se produkty a biomasa sklízejí v pravidelných intervalech několikrát, zatímco proces probíhá. |
| Ukončení procesu | |
| Při dávkové fermentaci, když je dávka připravena, je proces ukončen. | Při kontinuální fermentaci proces běží dlouhou dobu, dokud není sklizeň několikrát provedena. |
| Nastavení fermentace | |
| Nastavení dávkové fermentace se po zahájení zvenčí nezmění. | Nastavení kontinuální fermentace lze změnit během procesu fermentace. |
| Podmínky růstu uvnitř fermentoru | |
| Při dávkové fermentaci nezůstane stav konstantní. | Při kontinuální fermentaci jsou podmínky udržovány konstantní. |
| Míra obratu | |
| Při dávkové fermentaci je rychlost obratu nízká. | Při kontinuální fermentaci je rychlost obratu vysoká. |
| Využití živin ve fermentoru | |
| Při dávkové fermentaci jsou živiny využívány mikroorganismy pomaleji. | Při kontinuální fermentaci jsou živiny mikroorganismy rychle využívány. |
| Mikrobiální růst | |
| Při dávkové fermentaci se mikrobiální růst projevuje ve fázi zpoždění, log a stacionární fázi. | Při kontinuální fermentaci existuje mikrobiální růst neustále v exponenciální fázi. |
| Typ systému | |
| Kontinuální fermentace je otevřený systém. | Vsádková fermentace je uzavřený systém. |
| Čištění fermentoru | |
| Fermentor se čistí po sklizni šarže v dávkové fermentaci. | Fermentor není nutné čistit, protože probíhá neustálé přidávání a sklizeň. |
| Velikost fermentoru | |
| Větší fermentory se používají pro dávkovou fermentaci. | Pro kontinuální fermentaci se používají fermentory menších rozměrů. |
| Environmentální podmínky uvnitř fermentoru | |
| Při dávkové fermentaci jsou podmínky prostředí méně blízké přírodnímu prostředí. | Při kontinuální fermentaci jsou podmínky bližší přirozenému prostředí. |
| Vhodnost | |
| Vsádková fermentace je vhodná pro produkci sekundárních metabolitů. | Kontinuální fermentace je vhodná pro produkci primárních metabolitů. |
| Možnost kontaminace | |
| Při dávkové fermentaci je menší pravděpodobnost kontaminace. | Při kontinuální fermentaci je vysoká pravděpodobnost kontaminace. |
| Počáteční cena | |
| Počáteční náklady budou nižší za nastavení dávkové fermentace. | Počáteční náklady na kontinuální fermentaci budou vysoké. |
Shrnutí – dávková vs. kontinuální fermentace
Vsádková a kontinuální fermentace jsou dva průmyslově přijaté fermentační procesy k výrobě užitečných produktů z mikroorganismů. Vsádková fermentace se provádí vsádkově. Nepřetržitá fermentace se provádí nepřetržitě, přičemž se v pravidelných intervalech krmí živinami a produkty sklizně. To je rozdíl mezi dávkovou a kontinuální fermentací.
