Differenza tra batch e continua cultura | Batch vs Cultura continua

Differenza chiave - Batch vs Cultura continua

I microrganismi come batteri e funghi sono molto vantaggiosi per vari tipi di industrie. Per uso industriale, i microrganismi dovrebbero essere coltivati ​​in larga misura durante il processo di fermentazione per estrarre i prodotti necessari derivanti dal metabolismo microbico. Un'apparato speciale chiamato fermentatore industriale è usato per coltivare e mantenere la biomassa microbica. Si tratta di un grande vaso progettato per fornire spazio e requisiti necessari per la crescita microbica e il metabolismo. Ci sono due tipi di colture industriali di fermentazione comunemente adottate nelle industrie denominate cultura batch e cultura continua. La differenza fondamentale tra la cultura batch e la coltura continua è che la coltura a batch è una tecnica utilizzata per coltivare microrganismi sotto disponibilità limitata di nutrienti in un sistema chiuso mentre la coltura continua è una tecnica utilizzata per coltivare i microrganismi ottimali e l'alimentazione continua di sostanze nutritive in un sistema aperto nelle industrie.

SOMMARIO

1. Panoramica e differenza chiave

2. Che cosa è una cultura batch

3. Che cosa è una cultura continua

4. Confronto laterale - Batch vs Cultura continua

5. Riepilogo

Che cos'è una cultura batch?

La coltura a lotti è una tecnica che sviluppa microrganismi in un sistema chiuso in cui viene fornita all'inizio quantità di sostanze nutritive limitate. Questa è la tecnica più comune adottata nelle industrie per rendere prodotti utili utilizzando microrganismi come batteri e funghi. La microbe che cresce nel fermentatore fermenta i nutrienti. La fermentazione è un processo di abbattimento di carboidrati in alcoli e acidi da microrganismi in condizioni anossiche. Nella tecnica di coltura batch, i nutrienti vengono forniti all'inizio e il particolare microrganismo viene inoculato nel fermentatore. Il fermentatore è chiuso e la temperatura e il pH sono mantenuti per la crescita dei microrganismi. Il microorganismo cresce all'interno e utilizza i nutrienti forniti e altre condizioni. Con il tempo i nutrienti diventano limitati e le condizioni ambientali cambiano all'interno del fermentatore. Quindi, la crescita microbica mostra quattro stadi distinti, come fase di ritardo, fase log, fase stazionaria e fase di morte. Al termine della fermentazione, il processo viene interrotto ei prodotti utili vengono estratti e purificati. Il fermentatore viene lavato e sterilizzato prima di utilizzare per un'altra coltura di lotto.

La specialità della tecnica di coltura batch è quella che viene eseguita in quantità limitate di sostanze nutritive e per un certo periodo di tempo. La configurazione del fermentatore è facile da realizzare e da gestire. Le condizioni ambientali all'interno del fermentatore variano con il tempo. Tuttavia, la temperatura richiesta, le condizioni di pH, l'agitazione, la pressione, ecc. Sono correttamente mantenute per ottenere una buona riuscita del prodotto.

La tecnica di coltura a batch è ampiamente utilizzata per la purificazione di metaboliti secondari come antibiotici, pigmenti, ecc. Questa tecnica non è adatta per la produzione di metaboliti primari e di prodotti associati alla crescita.

Figura 01: Cultura batch

Che cos'è una cultura continua?

La cultura continua è un'altra tecnica che sviluppa microrganismi utili. Essa mira a mantenere una coltura microbica in continua crescita in fase esponenziale. Può essere ottenuto fornendo continuamente sostanze nutritive fresche, rimuovendo i rifiuti accumulati e prodotti allo stesso tasso e mantenendo le altre condizioni ai valori ottimali. Viene fatto all'interno di una camera speciale denominata chemostat come mostrato in figura 02. Il mezzo fresco viene aggiunto continuamente da un'estremità mentre i prodotti metabolici vengono estratti continuamente dall'altra estremità del chemostato per mantenere il volume della coltura a un livello costante.

La cultura continua viene utilizzata nelle industrie quando è necessario estrarre i metaboliti primari utili come aminoacidi, acidi organici, ecc. Dai microrganismi. I metaboliti primari vengono prodotti al più alto tasso quando i microrganismi sono alla loro fase esponenziale. Quindi la coltura continua mira sempre a mantenere la biomassa microbica alla fase di log. Viene eseguito monitorando continuamente il processo e controllando il sistema.

Figura 02: Cultura continua in Chemostat

Qual è la differenza tra la batch e la cultura continua?

La tecnica di coltura batch viene utilizzata per coltivare microrganismi benefici sotto quantità limitate di sostanze nutritive in un fermentatore chiuso per un certo periodo di tempo. La crescita microbica all'interno della coltura batch mostra una tipica curva di crescita microbica in cui possono essere individuate quattro fasi distinte.

La tecnica di coltura continua viene utilizzata per sviluppare microrganismi benefici sotto un livello ottimale di sostanze nutritive in un sistema aperto in cui vengono aggiunti continuamente i nutrienti e vengono rimossi i rifiuti e i prodotti allo stesso tasso per mantenere la crescita in una fase esponenziale.

Nutrients
I nutrienti vengono forniti una volta prima di iniziare il processo di fermentazione.	I nutrienti vengono aggiunti molte volte (all'avvio e tra il processo).
Tipo di sistema
La cultura batch è un sistema chiuso	La cultura continua è un sistema aperto.
Terminazione del processo
Il processo della coltura batch viene arrestato dopo la formazione del prodotto.	Il processo non viene arrestato anche se il prodotto è formato. La rimozione continua del prodotto viene effettuata senza interrompere il processo in coltura continua.
Condizioni ambientali
Le condizioni ambientali all'interno della coltura batch non sono costanti.	Le condizioni ambientali all'interno della coltura continua sono mantenute a livello costante.
Crescita microbica
La crescita microbica all'interno della coltura di lotto segue i ritardi, i log e le fasi stazionarie.	La crescita microbica è mantenuta al livello ottimale che è una fase di crescita esponenziale.
Tasso di rotazione
Il tasso di rotazione è basso dato che le nutrienti e le altre condizioni sono limitate all'interno.	Il tasso di rotazione è alto dato che vengono mantenuti i livelli ottimali di nutrienti e altre condizioni.
Fermentatore usato
Un fermentatore di grandi dimensioni viene utilizzato per colture a coltura	Un fermentatore di piccole dimensioni viene utilizzato per la coltura continua.
Usa
La fermentazione della coltura batch è comunemente usata nelle industrie	La fermentazione della cultura continua è meno utilizzata nelle industrie.
Setup di coltura
L'impostazione della coltura batch è facile da eseguire e da eseguire.	L'impostazione della coltura continua non è facile da eseguire e da eseguire.
Contaminazione
Le contaminazioni sono minime nelle colture di lotto	La probabilità di contaminazione è elevata nella coltura continua.
Metodi di controllo
I metodi di controllo sono facili e veloci.	I metodi di controllo sono complicati e richiedono molto tempo.
Idoneità
La coltura a lotti è più adatta alla produzione di metaboliti secondari come gli antibiotici.	La coltura continua è più adatta alla produzione di metaboliti primari come aminoacidi e acidi organici.
Sommario - Batch vs Cultura continua
La cultura batch e la cultura continua sono due tipi di tecniche utilizzate per coltivare microorganismi in larga scala per scopi industriali e altri. Nella coltura batch, i microrganismi sono dotati di nutrienti all'inizio e cresciuti. Quando i microbi utilizzano le sostanze nutritive disponibili, i nutrienti diventano limitati dopo un determinato periodo di tempo. I microrganismi crescono attraverso fasi di ritardo, log, fasi stazionarie e di morte. Il processo di fermentazione viene effettuato in modo batch in tecnica di coltura a batch. Dopo ogni singolo lotto, il fermentatore viene pulito e usato fresco per il successivo lotto. Nella coltura continua, i microrganismi sono dotati di adeguati livelli di sostanze nutritive fresche continuamente per mantenere sempre i microbi alla fase log per estrarre i metaboliti primari dei microrganismi. Il volume della coltura continua viene mantenuto a un valore costante aggiungendo sostanze nutritive fresche e rimuovendo i prodotti allo stesso tasso senza fermare il processo. La coltura a lotti è necessaria relativamente un grande fermentatore chiuso, mentre la cultura continua è necessaria un piccolo fermentatore aperto. Questa è la differenza tra lotto e cultura continua.	Riferimenti

1. Dionisi I. Foustoukos. "Un sistema continuo di cultura per valutare le attività microbiche nella piezosfera. "Microbiologia applicata e ambientale. N. p., 01 Ottobre 2015. Web. 13 maggio 2017

2. Edward Robertson -. "Crescita batterica: Batch vs Continuous. "Biogest. N. p., n. d. Web. 13 maggio 2017..

Immagine gentile:

1."Diagramma delle imbarcazioni di Chemostat" Da CGraham2332 - Lavoro proprio (CC BY-SA 4. 0) tramite Wikimedia Commons

2. "I piccoli serbatoi di fermentazione" di Glyn Baker (CC BY-SA 2.0) via Geograph. Regno Unito