Industriell mikrobiologySammen med bioteknologi og farmasøytisk produksjon avhenger sterkt av gjæring og bioprosesseringsteknologier. En vanlig misoppfatning eksisterer angående gjærere og bioreaktorer, men begge enhetene har forskjellige strukturelle elementer og operasjonelle formål og industrielle applikasjoner. Ekspertfolk som jobber med bioprosessering, må forstå disse distinksjonene.
Artikkelen undersøker de grunnleggende forskjellene mellom gjærere og bioreaktorer, mens de beskriver sine definisjoner, typer, driftsprinsipper og bruksområder. Det er ment for studenter, forskere og industrielle utøvere innen bioteknologi.
Definisjon av fermentor og bioreaktor
Fermentor:
Fermentorer er avanserte kar designet for mikrobiell gjæring, slik at mikroorganismer kan konvertere organiske underlag til ønskede produkter under kontrollerte forhold. Hovedformålet med gjærere eksisterer i alkoholfermentering samt antibiotika- og organisk syre- og mikrobiell metabolittproduksjon.
Bioreactor:
A bioreaktor Definerer som et altomfattende system som fungerer som et miljø for å støtte biologiske interaksjoner mellom enzymer og levende celler. En bioreaktor muliggjør forskjellige biokjemiske operasjoner mellom celledyrking og vevsteknikk og enzymatiske prosesser. Produksjonsindustriens segmenter som legemidler sammen med landbruk og biodrivstoff krever bruk.
De definisjonene av gjærere og bioreaktorer er klare som ovenfor, men vet du hva de viktigste forskjellene er? La oss ta en titt etter.
Fermentor vs Bioreactor: Viktige forskjeller og applikasjoner
Bruksomfang:
- Fermentoren fungerer som en spesialisert beholder som muliggjør utvikling av mikroorganisme for å produsere alkohol og antibiotika sammen med forskjellige andre produkter.
- Med kontrollerte parametere som temperatur og pH og oksygenforsyning tillater en bioreaktor forskjellige biologiske prosesser inkludert gjæringscellekultur sammen med enzymreaksjon å fortsette.
Type biologiske enheter brukt:
Spesifikke gjærorer støtter mikrobiell utvikling av bakterier og gjær- og soppstammer under gjæringsprosesser.
Bioreaktorer støtter praktisk talt alle biologiske enheter som spenner fra planteceller til dyreceller så vel som enzymer for forskjellige biokjemiske prosesser.
Prosesstype:
- Operasjonen av gjærere sammen med bioreaktorer støtter både aerobe oksygenkrevende innstillinger og anaerobe oksygenløse miljøer basert på den valgte biologiske prosessen.
- Allsidigheten til bioreaktorer øker fordi de jobber med immobiliserte cellesystemer som gjør det mulig for celler eller enzymer å bli forankret på bestemte steder for vedvarende utnyttelse.
Sluttprodukter:
- Den biologiske produksjonen av etanol sammen med organiske syrer og antibiotika og vitaminer foregår hos gjærere.
- Monoklonale antistoffer samt vaksiner forbinder enzymer og rekombinante proteiner og biodrivstoff blant forskjellige andre produksjonsutganger fra bioreaktorer.
Kontrollmekanismer:
- Fermentorer opprettholder viktige driftsfaktorer for pH og temperatur sammen med oksygennivået og blandingsforhold for å optimalisere mikrobiologisk vekst og produksjonseffektivitet.
- Bioreaktorer har oppgraderte kontrollmekanismer for å overvåke oppløst oksygennivå mens de håndterer skjærspenning og gir sporing i sanntid metabolsk aktivitet som resulterer i forbedret prosesseffektivitet.
Designvariasjoner:
- Produksjonsfartøyene ofte kjent som Fermentors har sylindriske former som integrerer dedikerte systemer for mikrobiell vekstfremmelse gjennom både agitasjon og luftingsfunksjonalitet.
- De forskjellige designene av bioreaktorer inkluderer omrørt tank og luftløft og pakket seng sammen med fotobioreaktorer basert på kravene i applikasjonene deres.
Arbeidsprinsippav gjærere og bioreaktorer
Fermentor Working Principle
En fermentor opererer basert på mikrobiell metabolisme. Det gir et optimalt miljø for mikrober å dyrke og produsere metabolitter. Viktige komponenter i en fermentor inkluderer:
- Agitasjonssystem:Sikrer til og med blanding av næringsstoffer og mikroorganismer.
- Luftingssystem:Leverer oksygen i aerobe prosesser.
- Temperaturkontroll:Holder den nødvendige temperaturen for bakteriologisk aktivitet.
- pH -kontroll:Kontrollerer surheten eller alkaliniteten til mediet.
- Skumkontroll:Forhindrer uberettiget skumming ved bruk av antifoam -midler.
Fermenteringsprosessen går gjennom forskjellige operasjoner som inkluderer batchmetode og FED-batch og kontinuerlig modus basert på produksjonsspesifikasjonene. Utnyttelse av bakterier, gjær og sopp krever et bestemt underlag som fungerer som kostholdskilde under prosessen. Mikroorganismene bryter ned underlag gjennom sine metabolske aktiviteter for å skape nyttige metabolitter som inkluderer etanol sammen med organiske syrer og antibiotika og vitaminer. Når fermentering oppfyller målstadiene for målstadiet, skaffer det seg nøye sluttproduktet før de utfører rensing og prosesseringstrinn for å generere industriprodukter som farmasøytiske midler og matprodukter og biodrivstoff.
Bioreaktorarbeidsprinsipp
En bioreaktor gir et målt miljø for biologiske prosesser. Det inkluderer avanserte overvåkningssystemer for å kontrollere parametere som:
- Oppløste oksygennivåer (DO) nivåer:Sikrer best oksygentilgjengelighet for luftofile kulturer.
- Skjærspenningskontroll:Opprettholder cellelevedyktighet, spesielt i dyrecellekulturer.
- Næringslevering:Gir presis fôring for å opprettholde vekst og produksjon.
- Avfallsfjerning:Eliminerer giftige biprodukter som kan hindre cellevekst.
- Bioreaktorer støtter forskjellige kulturtyper, inkludert:
- Suspensjonskultur:Celler er fritt suspendert i mediet.
- Tilhørende kultur:Celler vokser på en solid støtte eller stillas.
- Immobiliserte systemer:Celler eller enzymer er festet i en matrise for kontinuerlig prosessering.
Typer gjærere og bioreaktorer
Typer gjærere
- Batch Fermentor:Mikroorganismer vokser i et lukket system med en fast mengde næringsstoffer.
- Fed-batch Fermentor:Næringsstoffer tilsettes i trinn for å forlenge gjæringsprosessen.
- Kontinuerlig fermentor:Kontinuerlig tilførsel av underlag og fjerning av produktet for vedvarende produksjon.
- Nedsenket fermentor:Mikroorganismer vokser i et flytende medium.
- Solid-State Fermentor:Mikroorganismer vokser på et fast underlag med minimalt fritt vann.
Typer bioreaktorer
- Omrørt tank bioreaktor:Bruker en løpehjul for fraternisering og oksygenoverføring.
- Luftløft bioreaktor:Bruker gasstrøm for å sirkulere væske og forbedre blandingen.
- Pakket sengebioreaktor:Hold immobiliserte celler eller enzymer for bioprosessering.
- Foto-bioreaktor:Bruker lys for å støtte fotosyntetiske bakterier som alger.
- Bølge bioreaktor:Et engangsbruk med bioreaktorsystem som brukes til dyrecellekultur.
Industrielle applikasjonerav gjærere og bioreaktorer
Applikasjoner av gjærere
- Produsenter i bryggerier og destillerier krever gjærfermentering for å fullføre produksjonen av ølvin og brennevin.
- Streptomycin sammen med penicillin produseres i masseskala ved bruk av fermenteringsmetoder for mikroorganisme.
- Organisk syreproduksjon: støtter produksjon av melkesyre, sitronsyre og eddiksyre for mat, legemidler og kosmetikk.
- Produksjonsprosessen inkluderer vitamin B12 og riboflavin sammen med amylase og protease som fungerer som kosttilskudd og industrielle ingredienser.
- Bakteriell gjæring av laktose tillater produksjon av yoghurt sammen med ost og kefir samt probiotika.
- Behandlingen av avløpsvann involverer nedbrytning av mikroorganisme av miljøgifter for å redusere vannforurensninger som er egnet for avhending eller reutilisering.
Bruksområder av bioreaktorer
- Biofarmasøytisk produksjon bruker dette systemet for å utføre den oppskalerte produksjonen av både monoklonale antistoffer og terapeutiske proteiner med vaksiner.
- Veksten av levende celler foregår i kontrollerte miljøer på grunn av fremskritt av vevteknikk som bruker disse materialene.
- Gjennom prosessen kan insulin- og veksthormonprodusenter produsere betydelige mengder av disse farmasøytiske produktene og bioteknologienzymer.
- Gjennom prosessen kan insulin- og veksthormonprodusenter produsere betydelige mengder av disse farmasøytiske produktene og bioteknologienzymer.
- Den miljømessige bioprosess -tilnærmingen bryter ned miljøgifter sammen med giftstoffer mens du behandler avløpsvann og bioremedierende områder.
- Biotech -utstyret gjør det mulig for industrielle forskningsinnstillinger for å opprettholde bærekraftig utvikling av genmodifiserte bakterielle, gjær- og plantecellekulturer.
Endelige tanker
Bruksområdene og operasjonelle egenskapene til gjærere og bioreaktorer viser store distinksjoner til tross for deres betydning for bioteknologifelt. En fermentor spesialiserer seg på mikrobiell gjæring, men bioreaktorer gir støtte for flere biologiske aktiviteter fra cellekulturoperasjoner til enzymatiske reaksjonsprosesser.
Hvis du er ivrig etter å utforske mer, velkommen til å kontakte vårt spesialistteam. Effektivitet, profesjonalitet, kvalitet og service vil være Xi'an Rich Smarts 'etikett
Referanser og ressurser
Eppendorf. (ND).Bioreaktorer og gjærere: Kraftige verktøy for å løse dyrking av flaskehalser(Hvitbok 021). Hentet frahttps://www.eppendorf.com/product-media/doc/no/806599/fermentors-bioreactors {{3remner }white-paper {{5nerspernsstirred-tank-bioreactors{ {8ncrectorBiTeactors-Fermentors-Powerful-Tools-ResOlving-Cult-Cultivation-ResOlving-Cultiv-ResOlving-ResOlving-Cultivation-ResOls-ResOlving-CulturS-ResOlS-ResOlving-CulturS-TOCRECTOCRECTOR-TANK-BiRectors-biorEctorRectors-biorektorsTired-Tank-biorEctors-
Fermex Solutions. (ND).Hva er forskjellen mellom bioreaktor og gjæring?Hentet fra
https://www.fermex.in/faqs/what-is-the-diffence-between-bioreactor-and-fermenter/
LinkedIn. (ND).Bioreaktorer vs gjærere: forståelse av forskjeller og applikasjoner.Hentet frahttps://www.linkedin.com/pulse/bioreactors-vs-fermenters-forståelse-differens- applications-xza7c/
Slideshare. (ND).Bioreaktorer eller gjærere.Hentet fra
https://www.slideshare.net/slideshow/bioreactors-or-fermenters/126099644
Tecnic. (ND).Forskjell mellom en gjæring og en bioreaktor.Hentet fra
https://www.tecnic.eu/diffence-between-a-fermenter-and-a-bioreactor/
