Rūpnieciskais mikrobiologsyKopā ar biotehnoloģiju un farmaceitisko ražošanu, kas ir ļoti atkarīga no fermentācijas un bioprocesēšanas tehnoloģijām. Pastāv izplatīta nepareiza priekšstats par fermentoriem un bioreaktoriem, tomēr abām ierīcēm ir dažādi strukturālie elementi un darbības mērķi un rūpniecības pielietojumi. Ekspertu speciālistiem, kuri strādā bioprocesēšanā, ir jāsaprot šīs atšķirības.
Rakstā ir apskatītas fermentoru un bioreaktoru būtiskās atšķirības, vienlaikus aprakstot to definīcijas, veidus, darbības principus un lietojumus. Tas ir paredzēts studentiem, pētniekiem un rūpniecības praktiķiem biotehnoloģijas jomā.
Fermentora un bioreaktora definīcija
Fermentors:
Fermentori ir progresīvi trauki, kas paredzēti mikrobu fermentācijai, ļaujot mikroorganismiem kontrolētos apstākļos pārveidot organiskos substrātus vēlamos produktos. Fermentoru galvenais mērķis pastāv alkohola fermentācijā, kā arī antibiotiku un organiskās skābes un mikrobu metabolītu ražošanā.
Bioreaktors:
A bioreaktors Definē kā visaptverošu sistēmu, kas kalpo kā vide, lai atbalstītu bioloģisko mijiedarbību starp fermentiem un dzīvām šūnām. Bioreaktors nodrošina dažādas bioķīmiskas operācijas starp šūnu audzēšanu un audu inženieriju un fermentatīvajiem procesiem. Ražošanas nozares segmenti, piemēram, farmaceitiskie līdzekļi, kā arī lauksaimniecība un biodegviela ir nepieciešama to izmantošana.
Nu, fermentatoru un bioreaktoru definīcijas ir skaidras, kā iepriekš, bet vai jūs zināt, kādas ir galvenās atšķirības? Apskatīsim sekojošo.
Fermentors vs bioreaktors: galvenās atšķirības un lietojumprogrammas
Lietošanas joma:
- Fermentors kalpo kā specializēts konteiners, kas ļauj mikroorganismam attīstīt alkohola un antibiotiku ražošanu līdztekus citiem citiem produktiem.
- Ar kontrolētiem parametriem, piemēram, temperatūru un pH un skābekļa piegādi, bioreaktors ļauj turpināt dažādus bioloģiskos procesus, ieskaitot fermentācijas šūnu kultūru, kā arī fermentu reakciju.
Izmantoto bioloģisko vienību tips:
Īpašie fermentori atbalsta baktēriju un rauga un sēnīšu celmu mikrobu attīstību fermentācijas procesu laikā.
Bioreaktori praktiski atbalsta visas bioloģiskās vienības, kas aptver no augu šūnām līdz dzīvnieku šūnām, kā arī dažādu bioķīmisko procesu fermentiem.
Procesa tips:
- Fermentoru darbība kopā ar bioreaktoriem atbalsta gan aerobos skābekli rāpojošos iestatījumus, gan ar anaerobo vidi bez skābekļa, pamatojoties uz izvēlēto bioloģisko procesu.
- Bioreaktoru daudzpusība palielinās, jo tie darbojas ar imobilizētām šūnu sistēmām, kas ļauj šūnas vai fermenti noenkurot noteiktos ilgstošas izmantošanas punktos.
Gala produkti:
- Etanola bioloģiskā ražošana kopā ar organiskajām skābēm un antibiotikām un vitamīniem notiek fermentoros.
- Monoklonālās antivielas, kā arī vakcīnas pievienojas fermentiem un rekombinantiem olbaltumvielām un biodegvielām starp dažādiem bioreaktoru ražošanas rezultātiem.
Kontroles mehānismi:
- Fermentori uztur vitālus pH un temperatūras darbības faktorus līdztekus skābekļa līmenim un sajaukšanas apstākļiem, lai optimizētu mikrobioloģisko augšanu un ražošanas efektivitāti.
- Bioreaktoriem ir modernizēti kontroles mehānismi, lai uzraudzītu izšķīdušo skābekļa līmeni, vienlaikus pārvaldot bīdes stresu un nodrošinot reāllaika metabolisma aktivitātes izsekošanu, kā rezultātā tiek pastiprināta procesa efektivitāte.
Dizaina variācijas:
- Ražošanas traukiem, kas parasti pazīstami kā fermentori, ir cilindriskas formas, kas integrē speciālas sistēmas mikrobu augšanas veicināšanai gan ar uzbudinājuma, gan aerācijas funkcionalitāti.
- Dažādos bioreaktoru dizainos ietilpst maisa tvertne un gaisa pacēlājs un iesaiņota gulta, kā arī fotobioreaktori, pamatojoties uz to lietojumprogrammu prasībām.
Darba principsfermentoru un bioreaktoru
Fermentora darba princips
Fermentors darbojas, pamatojoties uz mikrobu metabolismu. Tas nodrošina optimālu vidi mikrobiem, lai augtu un ražotu metabolītus. Fermentora būtiskie komponenti ir:
- Uzbrukuma sistēma:Nodrošina pat barības vielu un mikroorganismu sajaukšanu.
- Aerācijas sistēma:Piegādā skābekli aerobos procesos.
- Temperatūras kontrole:Saglabā nepieciešamo bakterioloģiskās aktivitātes temperatūru.
- pH kontrole:Kontrolē barotnes skābumu vai sārmainību.
- Putu kontrole:Novērš nepamatotu putojošu, izmantojot antifoam aģentus.
Fermentācijas process notiek, izmantojot dažādas operācijas, kas ietver pakešu metodi un baroto un nepārtraukto režīmu, pamatojoties uz ražošanas specifikācijām. Baktēriju, rauga un sēnīšu izmantošanai ir nepieciešams noteikts substrāts, kas procesa laikā kalpo kā to uztura avots. Mikroorganismi sadala substrātu caur to metabolisma darbībām, lai izveidotu noderīgus metabolītus, kas ietver etanolu kopā ar organiskajām skābēm un antibiotikām un vitamīniem. Kad fermentācija atbilst mērķa posma ražošanas darbiniekiem, pirms attīrīšanas un pārstrādes darbību veikšanas rūpīgi iegūst galaproduktu, lai radītu tādus nozares produktus kā farmaceitiski izstrādājumi un pārtikas produkti un biodegvielas.
Bioreaktora darba princips
Bioreaktors nodrošina izmērītu vidi bioloģiskajiem procesiem. Tas ietver uzlabotas uzraudzības sistēmas, lai kontrolētu tādus parametrus kā:
- Izšķīdušā skābekļa (do) līmenis:Nodrošina labāko skābekļa pieejamību aerofilu kultūrām.
- Bīdes sprieguma kontrole:Uztur šūnu dzīvotspēju, īpaši dzīvnieku šūnu kultūrās.
- Barības vielu padeve:Nodrošina precīzu barošanu, lai uzturētu izaugsmi un ražošanu.
- Atkritumu noņemšana:Novērš toksiskos blakusproduktus, kas var kavēt šūnu augšanu.
- Bioreaktori atbalsta dažādus kultūras veidus, ieskaitot:
- Apturēšanas kultūra:Šūnas tiek brīvi suspendētas barotnē.
- Pievilcīgā kultūra:Šūnas aug uz cieta atbalsta vai sastatnēm.
- Imobilizētas sistēmas:Šūnas vai fermenti tiek fiksēti matricā nepārtrauktai apstrādei.
Fermentoru un bioreaktoru veidi
Fermentoru veidi
- Partijas fermentors:Mikroorganismi aug slēgtā sistēmā ar noteiktu barības vielu daudzumu.
- Fed-partijas fermentors:Uzturvielas tiek pievienotas stadijās, lai pagarinātu fermentācijas procesu.
- Nepārtraukts fermentors:Nepārtraukta substrāta ievadīšana un produkta noņemšana ilgstošai ražošanai.
- Iegremdēts fermentors:Mikroorganismi aug šķidrā vidē.
- Cieta stāvokļa fermentors:Mikroorganismi aug cietā substrātā ar minimālu brīvu ūdeni.
Bioreaktoru veidi
- Maisa tanku bioreaktors:Izmanto lāpstiņriteni brālībai un skābekļa pārnešanai.
- Airlift bioreaktors:Izmanto gāzes plūsmu, lai cirkulētu šķidrumu un uzlabotu sajaukšanu.
- Iepakota bioreaktors:Saglabājiet imobilizētas šūnas vai fermentus bioprocesēšanai.
- Foto-bioreaktors:Izmanto gaismu, lai atbalstītu fotosintētiskās baktērijas, piemēram, aļģes.
- Viļņu bioreaktors:Vienreiz lietojamā bioreaktora sistēma, ko izmanto dzīvnieku šūnu kultūrai.
Rūpniecības pielietojumifermentoru un bioreaktoru
Fermentoru pielietojumi
- Brūvturu un spirta rūpnīcu ražotājiem nepieciešama rauga fermentācija, lai pabeigtu alus vīna un stipro alkoholisko dzērienu ražošanu.
- Streptomicīns kopā ar penicilīnu tiek ražots masas mērogā, izmantojot mikroorganisma fermentācijas metodes.
- Organisko skābju ražošana: atbalsta pienskābes, citronskābes un etiķskābes ražošanu pārtikai, farmaceitiskiem līdzekļiem un kosmētikai.
- Ražošanas procesā ietilpst B12 vitamīns un riboflavīns kopā ar amilāzi un proteāzi, kas kalpo kā piedevas un rūpnieciskās sastāvdaļas.
- Laktozes baktēriju fermentācija ļauj ražot jogurtu līdzās sieram un kefīram, kā arī probiotikām.
- Notekūdeņu attīrīšana ir saistīta ar piesārņotāju mikroorganismu noārdīšanos, lai samazinātu ūdens piesārņotājus, kas piemēroti iznīcināšanai vai atkārtotai atkārtošanai.
Bioreaktoru pielietojums
- Biofarmaceitiskā produkcija izmanto šo sistēmu, lai veiktu gan monoklonālo antivielu, gan terapeitisko olbaltumvielu mērogotu ražošanu ar vakcīnām.
- Dzīvu šūnu augšana notiek kontrolētā vidē audu inženierijas attīstības dēļ, kas izmanto šos materiālus.
- Izmantojot procesu, insulīns un augšanas hormonu ražotāji var radīt ievērojamu daudzumu šo farmaceitisko produktu un biotehnoloģijas enzīmu.
- Izmantojot procesu, insulīns un augšanas hormonu ražotāji var radīt ievērojamu daudzumu šo farmaceitisko produktu un biotehnoloģijas enzīmu.
- Vides bioprocesa pieeja sadala piesārņotājus kopā ar toksīniem, vienlaikus ārstējot notekūdeņus un bioremediatējošās teritorijas.
- Biotehnoloģiju aprīkojums ļauj rūpniecisko pētījumu iestatījumiem saglabāt ilgtspējīgu ģenētiski modificētu baktēriju, rauga un augu šūnu kultūru attīstību.
Galīgās domas
Fermentoru un bioreaktoru pielietojumi un darbības īpašības parāda būtiskas atšķirības, neskatoties uz to nozīmi biotehnoloģijas jomā. Fermentors specializējas mikrobu fermentācijā, bet bioreaktori sniedz atbalstu vairākām bioloģiskām aktivitātēm, sākot no šūnu kultūras operācijām līdz fermentatīvām reakcijas procesiem.
Ja vēlaties vairāk izpētīt, laipni lūdzam sazināties ar mūsu speciālistu komandu. Efektivitāte, profesionalitāte, kvalitāte un apkalpošana būs Xi'an Rich Smarts etiķete
Atsauces un resursi
Eppendorfs. (nd).Bioreaktori un fermentori: jaudīgi rīki kultivēšanas sašaurināšanai(Baltā grāmata 021). Iegūts nohttps://www.eppendorf.com/product-media/doc/en/806599/fermentors-bioreactors {{3 ^
Fermex risinājumi. (nd).Kāda ir atšķirība starp bioreaktoru un fermentatoru?Iegūts no
https://www.fermex.in/faqs/what-is-the-diference-weenween-bioreactor-and-fermenter/
LinkedIn. (nd).Bioreaktori pret fermentatoriem: izpratne par atšķirībām un lietojumiem.Iegūts nohttps://www.linkedin.com/pulse/bioreeactors-vs-fermenters-ondenting-differences-applications-xza7c/
SlideShare. (nd).Bioreaktori vai fermentatori.Iegūts no
https://www.slideshare.net/slideshow/bioreacactors-or-fermenters/126099644
Tecnic. (nd).Atšķirība starp fermentatoru un bioreaktoru.Iegūts no
https://www.tecnic.eu/diference-between-a-fermenter-and-a-bioreactor/
