Industrijski mikrobiologyZajedno sa biotehnološkom i farmaceutskom proizvodnjom uvelike ovise o fermentaciji i bioprocesnim tehnologijama. Uobičajena zabluda postoji u vezi sa fermentorima i bioreatorima, ali oba uređaja imaju različite strukturne elemente i operativne svrhe i industrijske primjene. Stručni profesionalci koji rade u bioprocesiranju trebaju razumjeti ove razlike.
Članak istražuje temeljne razlike između fermentora i bioreaktora, dok opisuju svoje definicije, vrste, principe rada i koristi. Namijenjen je studentima, istraživačima i industrijskim praktičarima u području biotehnologije.
Definicija fermentora i bioreatora
Fermentator:
Fermenti su napredne plovila dizajnirane za fermentaciju mikrobne fermentacije, omogućavajući mikroorganizmima da pretvaraju organske podloge u željene proizvode u kontroliranim uvjetima. Glavna svrha fermentora postoji u fermentaciji alkohola, kao i antibiotsku i organsku kiselinu i mikrobnu metabolitnu proizvodnju.
Bioreaktor:
A Bioreactor Definiše kao sveobuhvatan sustav koji služi kao okruženje za podršku biološkim interakcijama između enzima i živih ćelija. Bioreaktor omogućava različite biohemijske operacije između gajenja ćelija i inženjerstva tkiva i enzimskih procesa. Segmenti proizvodnje industrije poput farmaceutskih proizvoda zajedno sa poljoprivredom i biogorivima zahtijevaju njihovu upotrebu.
Pa, definicije fermentora i bioreatora su jasne kao gore, ali znate li što su ključne razlike? Pogledajmo sljedeće.
Fermentir vs Bioreactor: Ključne razlike i aplikacije
Opseg upotrebe:
- Fermentir služi kao specijalizirani spremnik koji omogućava razvoj mikroorganizama za proizvodnju alkohola i antibiotika zajedno s različitim drugim proizvodima.
- Sa kontroliranim parametrima kao što su opskrba temperaturom i pH i kisikom, bioreaktor omogućava različite biološke procese, uključujući kulturu fermentacijske ćelije, zajedno sa reakcijom enzima za nastavak.
Vrsta bioloških entiteta Korištena:
Specifični fermentori podržavaju mikrobni razvoj bakterija i kvasca i gljivičnih sojeva tokom fermentacijskih procesa.
Bioreactori praktički podržavaju sav biološki subjekti koji se obuhvataju iz biljnih ćelija do životinjskih ćelija, kao i enzime za raznolike biohemijske procese.
Vrsta procesa:
- Rad fermentora zajedno sa bioreaktorima podržava i aerobne postavke za potrebe za kiseonikom i anaerobne bez kisike na osnovu odabranog biološkog procesa.
- Svestranost bioreaktora se povećava jer rade s imobiliziranim ćelijskim sustavima koji omogućuju ćelijama ili enzimima da se usidre u određenim mjestima za trajnu upotrebu.
Krajnji proizvodi:
- Biološka proizvodnja etanola zajedno sa organskim kiselinama i antibioticima i vitaminima odvija se u fermentorima.
- Monoklonska antitijela kao i vakcine pridružuju se enzimima i rekombinantnim proteinima i biogorivima među raznim drugim proizvodnim izlazima iz bioraktora.
Mehanizmi kontrole:
- Fermentori održavaju vitalne operativne faktore pH i temperature pored nivoa kisika i uvjetima miješanja kako bi se optimizirali mikrobiološki rast i efikasnost proizvodnje.
- Bioreactors posjeduju nadograđene mehanizme kontrole za nadgledanje ratiranih nivoa kisika dok upravljaju smičnim stresom i pružaju praćenje metaboličke aktivnosti u stvarnom vremenu što rezultira poboljšanom efikasnošću procesa.
Promjenjive dizajna:
- Proizvodne posude obično su poznate kao fermentori koji posjeduju cilindrične oblike koji integriraju namjenski sustavi za promociju rasta mikrobne i promjene i akatirajuće funkcionalnosti.
- Različiti dizajni bioreaktora uključuju miješani spremnik i zračni krevet i pakirani krevet zajedno s fotooreaktorima na osnovu zahtjeva njihovih aplikacija.
Princip radafermentora i bioreaktora
Princip rada fermentatora
Fermentor djeluje na osnovu mikrobnog metabolizma. Pruža optimalno okruženje za mikrobe za rast i proizvodnju metaboliti. Bitne komponente fermentora uključuju:
- Sistem agitacije:Osigurava ravnomjerno miješanje hranjivih sastojaka i mikroorganizama.
- Sistem aeracija:Zalihe kisika u aerobnim procesima.
- Kontrola temperature:Čuva potrebnu temperaturu za bakteriološku aktivnost.
- PH kontrola:Kontrolira kiselost ili alkalnost medija.
- Kontrola pjene:Sprječava neopravdanu pjenjenje pomoću agenata protiv AntiFoam-a.
Proces fermentacije radi kroz različite operacije koje uključuju serijsku metodu i Fed-seriju i kontinuirani način na temelju proizvodnih specifikacija. Eksploatacija bakterija, kvasca i gljivica zahtijeva određenu supstratu koja služi kao njihov prehrambeni izvor tokom procesa. Mikroorganizmi razbijaju podlogu kroz svoje metaboličke aktivnosti kako bi se stvorili korisne metabolite koji uključuju etanol zajedno sa organskim kiselinama i antibioticima i vitaminima. Kada fermentacija zadovoljava svoje proizvodne radnike s ciljanim fazama, pažljivo dobijaju krajnji proizvod prije nego što izvršite korake pročišćavanja i obrade za generiranjem industrijskih proizvoda kao što su farmaceutski i prehrambeni proizvodi i biogoriva.
Princip rada Bioreactor
Bioreaktor pruža odmjereno okruženje za biološke procese. Uključuje napredne sisteme za nadgledanje za kontrolu parametara kao što su:
- Rastvoren nivo kiseonika (DO):Osigurava najbolju dostupnost kisika za aerofilne kulture.
- Kontrola stres smicanja:Održava održivost ćelija, posebno u kulturi životinjskih ćelija.
- Isporuka hranjivih sastojaka:Pruža precizno hranjenje za održavanje rasta i proizvodnje.
- Uklanjanje otpada:Eliminira otrovne nusproizvode koji mogu ometati rast ćelija.
- Bioreactors podržavaju različite vrste kulture, uključujući:
- Kultura ovjesa:Stanice su slobodno suspendovane u mediju.
- Pridržana kultura:Ćelije rastu na čvrstoj podršci ili skelama.
- Imobilizirani sistemi:Stanice ili enzimi su fiksirani u matrici za kontinuiranu obradu.
Vrste fermentora i bioreaktora
Vrste fermentora
- Batch Fermentir:Mikroorganizmi rastu u zatvorenom sistemu sa fiksnom količinom hranjivih sastojaka.
- Fed-Batch Fermentor:Hranjive sastojke dodaju se u fazama za produženje procesa fermentacije.
- Kontinuirani fermentor:Kontinuirani unos podloge i uklanjanje proizvoda za trajnu proizvodnju.
- Potopljeni fermenti:Mikroorganizmi rastu u tečnom medijumu.
- Solid-State Fermentator:Mikroorganizmi rastu na čvrstom podlogu sa minimalnom slobodnom vodom.
Vrste bioreaktora
- Milored-tenk Bioreactor:Koristi rotor za branje i prenos kisika.
- Airlift Bioreactor:Koristi protok plina da cirkuliraju tečnost i poboljšaju mešanje.
- Pakovani krevet Bioreactor:Držite imobilizirane ćelije ili enzime za bioprocesiranje.
- Foto-bioreaktor:Koristi svjetlo za podršku fotosintetskim bakterijama poput algi.
- Wave Bioreactor:Bioreaktorski sistem za jednokratnu upotrebu koji se koristi za kulturu životinjske ćelije.
Industrijske aplikacijefermentora i bioreaktora
Primjene fermentora
- Proizvođači u pivarima i destilacijama zahtijevaju fermentaciju kvasca za finaliziranje proizvodnje pivskog vina i alkoholnih pića.
- Streptomicin zajedno s penicilinom proizvodi se na masovnoj skali koristeći metode fermentacije mikroorganizma.
- Proizvodnja organske kiseline: podržava proizvodnju mliječne kiseline, limunske kiseline i sirćetne kiseline za hranu, lijekove i kozmetiku.
- Proces proizvodnje uključuje vitamin B12 i Riboflavin zajedno sa amilazom i proteazom koji služe kao dodaci i industrijski sastojci.
- Bakterijska fermentacija laktoze omogućava proizvodnju jogurta uz sir i kefir, kao i probiotike.
- Liječenje otpadnih voda uključuje razgradnju mikroorganizama zagađivače za smanjenje zagađivača vode pogodnih za odlaganje ili reutilizaciju.
Primjene bioreaktora
- Biofarmaceutska proizvodnja koristi ovaj sustav za obavljanje proizvodnje proizvodnje i monoklonskih antitijela i terapijskih proteina sa vakcinima.
- Rast živih ćelija odvija se unutar kontroliranih okruženja zbog napredovanja tkiva koji koriste ove materijale.
- Kroz proces inzulin i proizvođači hormona rasta mogu proizvesti značajne količine ovih farmaceutskih proizvoda i biotehnoloških enzima.
- Kroz proces inzulin i proizvođači hormona rasta mogu proizvesti značajne količine ovih farmaceutskih proizvoda i biotehnoloških enzima.
- Pristup bioprocesi o životnoj ekonomici prekida zagađivače zajedno s toksinima dok se liječe otpadnim i biooremendiranjem područja.
- BioTech oprema omogućava industrijskih postavki istraživanja da održi održivi razvoj genetski modificiranih bakterijskih, kvasca i biljnih ćelija.
Konačne misli
Aplikacije i operativne karakteristike fermentora i bioreatora pokazuju velike razlike uprkos njihovoj važnosti za biotehnološki polje. Fermentor je specijaliziran za mikrobnu fermentaciju, ali bioreaktori pružaju podršku za višestruke biološke aktivnosti iz poslovanja Cell Culture do enzimskih procesa reakcije.
Ako nestrpljivo istražite više, dobrodošli da se obratite našem specijalističkom timu. Efikasnost, profesionalnost, kvaliteta i usluga bit će Xi'an Rich Smart's naljepnica
Reference i resursi
Eppendorf. (ND).Bioreactors & Fermentors: Snažni alati za rješavanje uskih grla za obradu(Bijeli papir 021). Preuzeto izhttps://www.eppendorf.com/product-media/doc/hr/806599/fermentors-Ioreactors{{OREcons{paperaksors{{ORECT USLUJSKI VIARKSORI{.{. KNJIGA KNJIGA SADRŽAJANJA ){{
Fermex rješenja. (ND).Koja je razlika između bioreaktora i fermentera?Preuzeto iz
https://www.fermex.in/faqs/what-is-the-diferent-bet između-bioreactor-and-fermenter/
LinkedIn. (ND).Bioreactors vs Fermenters: Razumijevanje razlike i aplikacija.Preuzeto izhttps://www.linkedin.com/pulse/bioreactors-vs-fermenters-understranting-differences-applications-xza7c/
Slideshare. (ND).Bioreaktori ili fermenkeri.Preuzeto iz
https://www.slideshare.net/slideshow/bioreactors-or-fermenters/126099644
Tecnic. (ND).Razlika između fermentera i bioreaktora.Preuzeto iz
https://www.tecnic.eu/diferent-between-a-fermenter-and-a-bioreactor/
