Sự khác biệt giữa hàng loạt và văn hóa liên tục

Sự khác biệt chính - Batch vs Văn hóa liên tục
 

Các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm rất có lợi cho các loại ngành công nghiệp khác nhau. Đối với sử dụng công nghiệp, vi sinh vật nên được phát triển ở quy mô lớn trong quá trình lên men để chiết xuất các sản phẩm cần thiết do quá trình chuyển hóa của vi sinh vật. Một thiết bị đặc biệt gọi là lên men công nghiệp được sử dụng để nuôi cấy và duy trì sinh khối vi sinh vật. Nó là một tàu lớn được thiết kế để cung cấp không gian và các yêu cầu cần thiết cho sự phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật. Có hai loại nuôi cấy lên men công nghiệp thường được áp dụng trong các ngành được gọi là nuôi cấy theo mẻ và nuôi cấy liên tục. Sự khác biệt chính giữa nuôi cấy hàng loạt và nuôi cấy liên tục là nuôi cấy theo lô là một kỹ thuật được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật trong điều kiện dinh dưỡng hạn chế trong một hệ thống khép kín trong khi Nuôi cấy liên tục là một kỹ thuật được sử dụng để phát triển vi sinh vật dưới sự cung cấp dinh dưỡng tối ưu và liên tục trong một hệ thống mở trong các ngành công nghiệp.

NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Văn hóa hàng loạt là gì
3. Văn hóa liên tục là gì
4. So sánh cạnh nhau - Batch vs Văn hóa liên tục
5. Tóm tắt

Văn hóa hàng loạt là gì?

Nuôi cấy theo lô là một kỹ thuật phát triển vi sinh vật trong một hệ thống khép kín, nơi một lượng chất dinh dưỡng hạn chế được cung cấp ngay từ đầu. Đây là kỹ thuật phổ biến nhất được áp dụng trong các ngành công nghiệp để tạo ra các sản phẩm hữu ích sử dụng các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm. Vi khuẩn phát triển trong thiết bị lên men lên men các chất dinh dưỡng. Lên men là một quá trình phân hủy carbohydrate thành rượu và axit bởi các vi sinh vật trong điều kiện anoxic. Trong kỹ thuật nuôi cấy hàng loạt, các chất dinh dưỡng được cung cấp ngay từ đầu và vi sinh vật cụ thể được cấy vào thiết bị lên men. Thiết bị lên men được đóng lại và nhiệt độ và pH được duy trì cho sự phát triển của vi sinh vật. Vi sinh vật phát triển bên trong và sử dụng các chất dinh dưỡng được cung cấp và các điều kiện khác. Theo thời gian, các chất dinh dưỡng trở nên hạn chế và các điều kiện môi trường thay đổi trong thiết bị lên men. Do đó, sự tăng trưởng của vi sinh vật cho thấy bốn giai đoạn khác nhau như giai đoạn trễ, giai đoạn đăng nhập, giai đoạn đứng yên và giai đoạn chết. Khi kết thúc quá trình lên men, quá trình này được dừng lại và các sản phẩm hữu ích được chiết xuất và tinh chế. Thiết bị lên men được rửa và khử trùng trước khi sử dụng cho nuôi cấy mẻ khác.

Điểm đặc biệt của kỹ thuật nuôi cấy theo lô là, điều này được vận hành dưới một lượng chất dinh dưỡng hạn chế và trong một khoảng thời gian nhất định. Các thiết lập lên men là dễ dàng để thực hiện và xử lý. Điều kiện môi trường bên trong thiết bị lên men thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên, nhiệt độ cần thiết, điều kiện pH, khuấy, áp suất, vv được duy trì đúng cách để đạt được sự hình thành sản phẩm thành công.

Kỹ thuật nuôi cấy hàng loạt được sử dụng rộng rãi để tinh chế các chất chuyển hóa thứ cấp như kháng sinh, sắc tố, v.v ... Kỹ thuật này không phù hợp để sản xuất các chất chuyển hóa chính và các sản phẩm có liên quan đến tăng trưởng.

Hình 01: Văn hóa hàng loạt

Văn hóa liên tục là gì?

Nuôi cấy liên tục là một kỹ thuật phát triển các vi sinh vật có ích. Nó nhằm mục đích duy trì một nền văn hóa vi sinh đang phát triển liên tục ở giai đoạn theo cấp số nhân. Nó có thể đạt được bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng tươi liên tục, loại bỏ chất thải tích lũy và các sản phẩm ở cùng một tỷ lệ và giữ các điều kiện khác ở giá trị tối ưu. Nó được thực hiện bên trong một buồng đặc biệt gọi là hóa trị như trong hình 02. Môi trường tươi được thêm liên tục từ một đầu trong khi các sản phẩm trao đổi chất được chiết xuất liên tục từ đầu kia của hóa trị để giữ cho thể tích nuôi cấy ở mức không đổi.

Nuôi cấy liên tục được sử dụng trong các ngành công nghiệp khi cần chiết xuất các chất chuyển hóa chính hữu ích như axit amin, axit hữu cơ, vv từ các vi sinh vật. Các chất chuyển hóa sơ cấp được sản xuất với tốc độ cao nhất khi các vi sinh vật đang ở giai đoạn theo cấp số nhân. Do đó nuôi cấy liên tục luôn nhằm mục đích duy trì sinh khối vi sinh vật ở giai đoạn đăng nhập. Nó được thực hiện bằng cách theo dõi quá trình liên tục và kiểm soát hệ thống.

Hình 02: Nuôi cấy liên tục trong hóa trị

Sự khác biệt giữa Batch và Văn hóa liên tục là gì?

Batch vs Văn hóa liên tục
Kỹ thuật nuôi cấy hàng loạt được sử dụng để nuôi cấy các vi sinh vật có lợi dưới một lượng chất dinh dưỡng hạn chế trong thiết bị lên men kín trong một khoảng thời gian nhất định. Sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy cho thấy một đường cong tăng trưởng vi khuẩn điển hình trong đó có thể xác định bốn giai đoạn riêng biệt.	Kỹ thuật nuôi cấy liên tục được sử dụng để phát triển các vi sinh vật có lợi dưới mức dinh dưỡng tối ưu trong một hệ thống mở, trong đó các chất dinh dưỡng được bổ sung liên tục và chất thải và các sản phẩm được loại bỏ ở cùng một tốc độ để giữ cho sự tăng trưởng ở giai đoạn theo cấp số nhân.
Chất dinh dưỡng
Chất dinh dưỡng được cung cấp một lần trước khi bắt đầu quá trình lên men.	Chất dinh dưỡng được thêm vào nhiều lần (lúc bắt đầu và giữa quá trình).
Loại hệ thống
Văn hóa hàng loạt là một hệ thống khép kín	Văn hóa liên tục là một hệ thống mở.
Chấm dứt quá trình
Quá trình nuôi cấy được dừng lại sau khi sản phẩm được hình thành.	Quá trình không dừng lại mặc dù sản phẩm được hình thành. Loại bỏ liên tục sản phẩm được thực hiện mà không dừng quá trình nuôi cấy liên tục.
Điều kiện môi trường
Các điều kiện môi trường bên trong nuôi cấy không thay đổi.	Các điều kiện môi trường bên trong nuôi cấy liên tục được duy trì ở mức không đổi.
Vi khuẩn phat triển
Sự phát triển của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy theo các giai đoạn trễ, log và tĩnh.	Tăng trưởng vi sinh vật được duy trì ở mức tối ưu là giai đoạn tăng trưởng theo cấp số nhân.
Tỷ lệ doanh thu
Tỷ lệ doanh thu thấp vì các chất dinh dưỡng và các điều kiện khác bị hạn chế bên trong.	Tỷ lệ doanh thu cao vì mức độ dinh dưỡng tối ưu và các điều kiện khác được duy trì.
Fermenter sử dụng
Một máy lên men kích thước lớn được sử dụng cho nuôi cấy mẻ	Một máy lên men kích thước nhỏ được sử dụng để nuôi cấy liên tục.
Sử dụng
Lên men nuôi cấy hàng loạt thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp	Lên men văn hóa liên tục ít được sử dụng trong các ngành công nghiệp.
Cài đặt văn hóa
Thiết lập văn hóa hàng loạt rất dễ thực hiện và chạy.	Thiết lập văn hóa liên tục không dễ thực hiện và chạy.
Ô nhiễm
Sự ô nhiễm là tối thiểu trong môi trường nuôi cấy	Cơ hội ô nhiễm cao trong văn hóa liên tục.
Phương pháp kiểm soát
Phương pháp kiểm soát dễ dàng và nhanh chóng.	Phương pháp kiểm soát rất phức tạp và tốn thời gian.
Sự phù hợp
Nuôi cấy hàng loạt thích hợp hơn cho việc sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp như kháng sinh.	Nuôi cấy liên tục phù hợp hơn cho việc sản xuất các chất chuyển hóa chính như axit amin và axit hữu cơ.

Tóm tắt - Batch vs Văn hóa liên tục

Nuôi cấy hàng loạt và nuôi cấy liên tục là hai loại kỹ thuật được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật ở quy mô lớn cho các mục đích công nghiệp và các mục đích khác. Trong nuôi cấy hàng loạt, vi sinh vật được cung cấp chất dinh dưỡng ngay từ đầu và phát triển. Khi vi khuẩn sử dụng các chất dinh dưỡng có sẵn, các chất dinh dưỡng bị hạn chế sau một khoảng thời gian nhất định. Vi sinh vật phát triển thông qua các pha lag, log, tĩnh và chết. Quá trình lên men được thực hiện hàng loạt trong kỹ thuật nuôi cấy mẻ. Sau mỗi đợt, thiết bị lên men được làm sạch và sử dụng mới cho mẻ tiếp theo. Trong nuôi cấy liên tục, vi sinh vật được cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng tươi liên tục để luôn duy trì các vi khuẩn ở giai đoạn đăng nhập để trích xuất các chất chuyển hóa chính của vi sinh vật. Khối lượng nuôi cấy liên tục được duy trì ở một giá trị không đổi bằng cách thêm các chất dinh dưỡng tươi và loại bỏ các sản phẩm ở cùng một tỷ lệ mà không dừng quá trình. Nuôi cấy mẻ là tương đối cần thiết cho một máy lên men kín lớn trong khi nuôi cấy liên tục là cần một máy lên men mở nhỏ. Đây là sự khác biệt giữa nuôi cấy liên tục và nuôi cấy liên tục.

Người giới thiệu
1. Phân ly I. Foustoukos. Một hệ thống nuôi cấy liên tục để đánh giá các hoạt động của vi sinh vật trong Piezosphere. Ứng dụng và vi sinh môi trường. N.p., ngày 01 tháng 10 năm 2015. Web. Ngày 13 tháng 5 năm 2017
2. Edward Robertson -. Tăng trưởng vi khuẩn: Batch vs liên tục. Sinh học. N.p., n.d. Web. Ngày 13 tháng 5 năm 2017. .

Hình ảnh lịch sự:
1. Sơ đồ tàu hóa học của Nhật Bản Bằng CGraham2332 - Công việc riêng (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia
2. Những chiếc xe tăng lên men nhỏ của Glyn Baker (CC BY-SA 2.0) qua Geograph.UK