Erä erässä ja jatkuvassa kulttuurissa

Keskeinen ero - erä vs. jatkuva viljely
 

Mikro-organismit, kuten bakteerit ja sienet, ovat erittäin hyödyllisiä erityyppisille aloille. Teollista käyttöä varten mikro-organismeja tulisi kasvattaa suuressa mittakaavassa käymisprosessin aikana, jotta saadaan tarvittavat tuotteet mikrobimetabolian seurauksena. Mikrobiomassan viljelyyn ja ylläpitämiseen käytetään erityistä laitetta, jota kutsutaan teolliseksi fermentoijaksi. Se on suuri astia, joka on suunniteltu tarjoamaan tilaa ja tarvittavia vaatimuksia mikrobien kasvulle ja aineenvaihdunnalle. Teollisuuden käymisviljelmiä on kahta tyyppiä, joita yleisesti käytetään teollisuudessa, nimeltään panosviljely ja jatkuva viljely. Keskeinen ero eräviljelmän ja jatkuvan viljelyn välillä on se panosviljely on tekniikka, jota käytetään mikro-organismien kasvattamiseen rajoitetussa ravintoaineiden saatavuudessa suljetussa järjestelmässä sillä aikaa jatkuva viljely on tekniikka, jota käytetään kasvattamaan mikro-organismeja optimaalisella ja jatkuvalla ravinteiden saannilla avoimessa järjestelmässä teollisuudessa.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on eräviljelmä
3. Mikä on jatkuva kulttuuri
4. Vertailu rinnakkain - Erä vs. jatkuva viljely
5. Yhteenveto

Mikä on eräkulttuuri?

Eräviljely on tekniikka, jolla kasvatetaan mikro-organismeja suljetussa järjestelmässä, jossa aluksi toimitetaan rajoitettu määrä ravinteita. Tämä on yleisin tekniikka, jota teollisuudessa käytetään hyödyllisten tuotteiden valmistamiseen käyttämällä mikro-organismeja, kuten bakteereja ja sieniä. Fermentoijassa kasvava mikrobi fermentoi ravintoaineita. Käyminen on hiilihydraattien hajottamista prosesseiksi alkoholiksi ja hapoiksi mikro-organismeilla hapettomissa olosuhteissa. Eräviljelytekniikassa ravintoaineet toimitetaan alussa ja kyseinen mikro-organismi inokuloidaan fermentoijaan. Fermentori suljetaan ja lämpötila ja pH pidetään yllä mikro-organismien kasvua varten. Mikro-organismi kasvaa sisällä ja hyödyntää toimitettuja ravinteita ja muita olosuhteita. Ajan myötä ravinteet rajoittuvat ja ympäristöolosuhteet muuttuvat fermentorin sisällä. Siksi mikrobien kasvu osoittaa erilliset neljä vaihetta, kuten viivefaasi, log-vaihe, stationaarifaasi ja kuoleman vaihe. Käymisen lopussa prosessi pysäytetään ja hyödylliset tuotteet uutetaan ja puhdistetaan. Fermentori pestään ja steriloidaan ennen käyttöä toiseen eräviljelyyn.

Eräviljelytekniikan erikoisuus on, että sitä ajetaan rajoitetuissa määrissä ravinteita ja tietyn ajanjakson ajan. Fermentorin asetukset on helppo tehdä ja käsitellä. Ympäristöolosuhteet fermentorin sisällä vaihtelevat ajan myötä. Vaadittava lämpötila, pH-olosuhteet, sekoittaminen, paine jne. Pidetään kuitenkin kunnolla yllä onnistuneen tuotteen muodostumisen saavuttamiseksi.

Eräviljelytekniikkaa käytetään laajalti sekundaaristen metaboliittien, kuten antibioottien, pigmenttien, jne. Puhdistamiseen. Tämä tekniikka ei sovellu primaarien metaboliittien ja tuotteiden tuottamiseen, jotka liittyvät kasvuun.

Kuva 01: Eräviljelmä

Mikä on jatkuva kulttuuri?

Jatkuva viljely on toinen tekniikka, joka kasvattaa hyödyllisiä mikro-organismeja. Sen tavoitteena on ylläpitää jatkuvasti kasvavaa mikrobiviljelmää eksponentiaalisessa vaiheessa. Se voidaan saavuttaa toimittamalla jatkuvasti tuoreita ravintoaineita, poistamalla kertynyt jäte ja tuotteet samalla nopeudella ja pitämällä muut olosuhteet optimaalisilla arvoilla. Se tehdään erityisessä kammiossa, nimeltään kemostaatti, kuten kuvassa 02. Tuoretta väliainetta lisätään jatkuvasti yhdestä päästä, kun taas aineenvaihduntatuotteita uutetaan jatkuvasti kemostaatin toisesta päästä pitämään viljelmätilavuus vakiona..

Jatkuvaa viljelyä käytetään teollisuudessa, kun sitä vaaditaan hyödyllisten primaarien metaboliittien, kuten aminohappojen, orgaanisten happojen, uuttamiseksi mikro-organismeista. Primaariset metaboliitit tuotetaan nopeimmin, kun mikro-organismit ovat eksponentiaalisessa vaiheessaan. Siksi jatkuvan viljelyn tavoitteena on aina ylläpitää mikrobien biomassa log-vaiheessa. Se tehdään seuraamalla prosessia jatkuvasti ja ohjaamalla järjestelmää.

Kuva 02: Jatkuva viljely chemostaatissa

Mikä on erä erän ja jatkuvan kulttuurin välillä??

Erä vs. jatkuva viljely
Eräviljelytekniikkaa käytetään hyödyllisten mikro-organismien viljelyyn rajoitetuissa määrissä ravinteita suljetussa fermenterissä tietyn ajanjakson ajan. Mikrobikasvu panosviljelmän sisällä osoittaa tyypillisen mikrobi-kasvukäyrän, jossa voidaan tunnistaa neljä erillistä vaihetta.	Jatkuvaa viljelytekniikkaa käytetään kasvattamaan hyödyllisiä mikro-organismeja ravinteiden optimaalisella tasolla avoimessa järjestelmässä, jossa ravintoaineita lisätään jatkuvasti ja jätteet ja tuotteet poistetaan samalla nopeudella kasvun pitämiseksi eksponentiaalisessa vaiheessa.
ravinteet
Ravinteet toimitetaan kerran ennen käymisprosessin aloittamista.	Ravinteita lisätään monta kertaa (prosessin alussa ja välillä).
Järjestelmän tyyppi
Eräviljelmä on suljettu järjestelmä	Jatkuva kulttuuri on avoin järjestelmä.
Prosessin lopettaminen
Panosviljelyprosessi pysäytetään tuotteen muodostumisen jälkeen.	Prosessia ei lopeteta, vaikka tuote muodostuisi. Tuotteen jatkuva poisto tapahtuu pysäyttämättä prosessia jatkuvassa viljelyssä.
Ympäristöolosuhteet
Eräviljelmän ympäristöolosuhteet eivät ole vakioita.	Ympäristöolosuhteet jatkuvan viljelmän sisällä pidetään vakiona.
Mikrobien kasvu
Mikrobien kasvu panosviljelmän sisällä seuraa viive-, log- ja stationäärivaiheita.	Mikrobien kasvu pidetään optimaalisella tasolla, mikä on eksponentiaalinen kasvuvaihe.
Liikevaihto
Liikevaihto on alhainen, koska ravinteet ja muut olosuhteet ovat rajoitetut sisällä.	Vaihtuvuusaste on korkea, koska ravinteiden ja muiden olosuhteiden optimaaliset tasot ylläpidetään.
Käytetty fermenteri
Eräviljelmissä käytetään suurta fermentoijaa	Pienikokoista fermentoijaa käytetään jatkuvaan viljelyyn.
Käyttää
Eräviljely fermentointia käytetään yleisesti teollisuudessa	Jatkuvaa viljelykäyttöä käytetään vähemmän teollisuudessa.
Kulttuuriasetukset
Eräviljelyasetukset on helppo tehdä ja suorittaa.	Jatkuvaa viljelyasetusta ei ole helppo tehdä ja suorittaa.
saastuminen
Kontaminaatiot ovat vähimmäispanosviljelmissä	Saastumismahdollisuus on korkea jatkuvassa viljelmässä.
Hallintamenetelmät
Ohjausmenetelmät ovat helppoja ja nopeita.	Ohjausmenetelmät ovat monimutkaisia ​​ja aikaa vieviä.
sopivuus
Eräviljely sopii paremmin sekundaaristen metaboliittien, kuten antibioottien, tuotantoon.	Jatkuva viljely sopii paremmin primaaristen metaboliittien, kuten aminohappojen ja orgaanisten happojen, tuotantoon.

Yhteenveto - Erä vs. jatkuva viljely

Eräviljely ja jatkuva viljely ovat kahta tyyppiä tekniikoita, joita käytetään mikro-organismien viljelyyn suuressa mittakaavassa teollisiin ja muihin tarkoituksiin. Eräviljelmässä mikro-organismit varustetaan ravinteilla alussa ja kasvatetaan. Kun mikrobit käyttävät saatavilla olevia ravintoaineita, ravinteet rajoittuvat tietyn ajanjakson kuluttua. Mikro-organismit kasvavat viive-, log-, paikalla- ja kuolemavaiheissa. Fermentointiprosessi suoritetaan eräittäin eräviljelytekniikassa. Jokaisen erän jälkeen fermentoija puhdistetaan ja käytetään tuoreena seuraavalle erälle. Jatkuvassa viljelyssä mikro-organismeille tarjotaan riittävä määrä tuoreita ravintoaineita jatkuvasti pitämään mikrobit aina log-vaiheessa mikro-organismien primaarien metaboliittien uuttamiseksi. Jatkuvan viljelmän tilavuus pidetään vakiona arvolla lisäämällä tuoreita ravintoaineita ja poistamalla tuotteet samalla nopeudella pysäyttämättä prosessia. Eräviljelyä tarvitaan suhteellisen suuri suljettu fermentori, kun taas jatkuvaa viljelyä tarvitaan pieni avoin fermentori. Tämä on erä erän ja jatkuvan viljelyn välillä.

Viitteet
1. Dionyysi I. Foustoukos. "Jatkuva kulttuurijärjestelmä mikrobien toiminnan arvioimiseksi piezosfäärissä." Sovellettu ja ympäristömikrobiologia. N., 1. lokakuuta 2015. Web. 13. toukokuuta 2017
2. Edward Robertson -. "Bakteerikasvu: Erä vs. jatkuva." Biogest. N.p., n.d. Web. 13. toukokuuta 2017. .

Kuvan kohteliaisuus:
1. ”Chemostat Vessel Diagram” - kirjoittanut CGraham2332 - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”Pienet käymissäiliöt”, kirjoittanut Glyn Baker (CC BY-SA 2.0) Geograph.UK: n kautta