Diferència clau: cultura per lots vs. contínua
Els microorganismes com els bacteris i els fongs són molt beneficiosos per a diversos tipus d'indústries. Per a ús industrial, els microorganismes s'han de cultivar a gran escala durant el procés de fermentació per tal d'extreure els productes necessaris derivats del metabolisme microbià. S'utilitza un aparell especial anomenat fermentador industrial per conrear i mantenir la biomassa microbiana. És un gran recipient dissenyat per proporcionar espai i els requisits necessaris per al creixement i metabolisme microbians. Hi ha dos tipus de cultius de fermentació industrial que s'adopten habitualment a les indústries anomenades cultiu per lots i cultiu continu. La diferència clau entre el cultiu per lots i el cultiu continu és que el cultiu per lots és una tècnica que s'utilitza per fer créixer microorganismes amb una disponibilitat limitada de nutrients en un sistema tancat, mentre que el cultiu continu és una tècnica que s'utilitza per fer créixer microorganismes amb un subministrament òptim i continu de nutrients en un sistema obert en un sistema obert. indústries.
Què és una cultura per lots?
El cultiu per lots és una tècnica que fa créixer microorganismes en un sistema tancat on s'aporta una quantitat limitada de nutrients al principi. Aquesta és la tècnica més comuna adoptada a les indústries per fer productes útils utilitzant microorganismes com bacteris i fongs. El microbi que creix al fermentador fermenta els nutrients. La fermentació és un procés de descomposició dels hidrats de carboni en alcohols i àcids per part de microorganismes en condicions anòxiques. En la tècnica de cultiu per lots, es proporcionen nutrients al principi i el microorganisme en particular s'inocula al fermentador. Es tanca el fermentador i es mantenen la temperatura i el pH per al creixement de microorganismes. El microorganisme creix a l'interior i utilitza els nutrients proporcionats i altres condicions. Amb el temps, els nutrients es limiten i les condicions ambientals canvien dins del fermentador. Per tant, el creixement microbià mostra quatre etapes diferents, com ara la fase de retard, la fase de registre, la fase estacionària i la fase de mort. Al final de la fermentació, s'atura el procés i s'extreuen i depuren els productes útils. El fermentador es renta i esterilitza abans d'utilitzar-lo per a un altre cultiu per lots.
L'especialitat de la tècnica de cultiu per lots és que es realitza amb quantitats limitades de nutrients i durant un període de temps determinat. La configuració del fermentador és fàcil de fer i manejar. Les condicions ambientals dins del fermentador varien amb el temps. Tanmateix, la temperatura requerida, les condicions de pH, l'agitació, la pressió, etc. es mantenen correctament per aconseguir una formació satisfactòria del producte.
La tècnica de cultiu per lots s'utilitza àmpliament per a la purificació de metabòlits secundaris com ara antibiòtics, pigments, etc. Aquesta tècnica no és adequada per a la producció de metabòlits primaris i productes associats al creixement.
Figura 01: cultiu per lots
Què és una cultura contínua?
El cultiu continu és una altra tècnica que fa créixer microorganismes útils. Té com a objectiu mantenir un cultiu microbià en creixement continu en fase exponencial. Es pot aconseguir aportant nutrients frescos contínuament, eliminant els residus i productes acumulats al mateix ritme i mantenint altres condicions en els valors òptims. Es fa dins d'una cambra especial anomenada quimiostat, tal com es mostra a la figura 02. S'afegeix medi fresc contínuament des d'un extrem mentre que els productes metabòlics s'extreuen contínuament de l' altre extrem del quimiostat per mantenir el volum de cultiu a un nivell constant..
El cultiu continu s'utilitza a les indústries quan es requereix per extreure metabòlits primaris útils com ara aminoàcids, àcids orgànics, etc.dels microorganismes. Els metabòlits primaris es produeixen a la velocitat més alta quan els microorganismes es troben en la seva fase exponencial. Per tant, el cultiu continu sempre té com a objectiu mantenir la biomassa microbiana en la fase de registre. Es fa supervisant el procés contínuament i controlant el sistema.
Figura 02: cultiu continu al quimiostat
Quina diferència hi ha entre la cultura per lots i la cultura continua?
Lot vs cultura continua |
|
| La tècnica de cultiu per lots s'utilitza per conrear microorganismes beneficiosos amb quantitats limitades de nutrients en un fermentador tancat durant un període de temps determinat. El creixement microbià dins del cultiu per lots mostra una corba de creixement microbià típica en la qual es poden identificar quatre fases diferents. | La tècnica de cultiu continu s'utilitza per fer créixer microorganismes beneficiosos amb un nivell òptim de nutrients en un sistema obert en què s'afegeixen nutrients contínuament i s'eliminen els residus i els productes a la mateixa velocitat per mantenir el creixement en una fase exponencial. |
| Nutrients | |
| Els nutrients es subministren una vegada abans d'iniciar el procés de fermentació. | Els nutrients s'afegeixen moltes vegades (al principi i entre el procés). |
| Tipus de sistema | |
| La cultura per lots és un sistema tancat | La cultura contínua és un sistema obert. |
| Terminació del procés | |
| El procés de cultiu per lots s'atura després de formar el producte. | El procés no s'atura encara que es formi el producte. L'eliminació contínua del producte es fa sense aturar el procés en cultiu continu. |
| Condicions ambientals | |
| Les condicions ambientals dins del cultiu per lots no són constants. | Les condicions ambientals dins del cultiu continu es mantenen a un nivell constant. |
| Creixement microbià | |
| El creixement microbià dins del cultiu per lots segueix les fases de retard, registre i estacionària. | El creixement microbià es manté al nivell òptim, que és una etapa de creixement exponencial. |
| Taxa de facturació | |
| La taxa de rotació és baixa, ja que els nutrients i altres condicions són limitats a l'interior. | La taxa de rotació és alta, ja que es mantenen els nivells òptims de nutrients i altres condicions. |
| Fermentador utilitzat | |
| S'utilitza un fermentador de gran mida per als cultius per lots | S'utilitza un fermentador de mida petita per al cultiu continu. |
| Utilitzar | |
| La fermentació de cultiu per lots s'utilitza habitualment a les indústries | La fermentació de cultiu contínua s'utilitza menys a les indústries. |
| Configuració de la cultura | |
| La configuració de la cultura per lots és fàcil de fer i executar. | La configuració de cultura contínua no és fàcil de fer i executar. |
| Contaminació | |
| Les contaminacions són mínimes en cultius per lots | La probabilitat de contaminació és alta en el cultiu continu. |
| Mètodes de control | |
| Els mètodes de control són fàcils i ràpids. | Els mètodes de control són complicats i requereixen temps. |
| Idoneïtat | |
| El cultiu per lots és més adequat per a la producció de metabòlits secundaris com els antibiòtics. | El cultiu continu és més adequat per a la producció de metabòlits primaris com ara aminoàcids i àcids orgànics. |
Resum: Cultura per lots vs. contínua
El cultiu per lots i el cultiu continu són dos tipus de tècniques emprades per conrear microorganismes a gran escala amb finalitats industrials i altres. En el cultiu per lots, els microorganismes reben nutrients al principi i es cultiven. Quan els microbis utilitzen els nutrients disponibles, els nutrients es limiten després d'un període de temps determinat. Els microorganismes creixen mitjançant fases de retard, registre, estacionari i mort. El procés de fermentació es realitza de manera discontinua en la tècnica de cultiu per lots. Després de cada lot, el fermentador es neteja i s'utilitza recentment per al següent lot. En el cultiu continu, els microorganismes reben nivells adequats de nutrients frescos contínuament per mantenir sempre els microbis en fase logarítmica per extreure metabòlits primaris dels microorganismes. El volum del cultiu continu es manté en un valor constant afegint nutrients frescos i eliminant productes a la mateixa velocitat sense aturar el procés. El cultiu per lots es necessita comparativament amb un gran fermentador tancat, mentre que el cultiu continu es necessita un petit fermentador obert. Aquesta és la diferència entre el cultiu per lots i el cultiu continu.
