Nøgleforskel – Batch vs kontinuerlig fermentering
Nøgleforskellen mellem batch- og kontinuert gæring er, at i batch-fermentering udføres fermentering i batch-vis efter hinanden, mens i kontinuerlig gæring stopper fermenteringsprocessen aldrig i mellem, og den kører i længere tid. med fodring af friske medier indeholdende næringsstoffer og høstprodukter med jævne mellemrum.
Fermentering er processen med at nedbryde kemikalier under anaerobe forhold af mikroorganismer som bakterier, gær, svampe osv. Med andre ord er fermentering defineret som omdannelsen af organiske molekyler til syrer, gasser eller alkohol i fravær af ilt eller elektrontransportkæde som følge af mikroorganismers metaboliske processer. Brugen af denne evne hos mikroorganismer til at fremstille nyttige produkter i industriel skala er kendt som industriel fermentering. Batch- og kontinuert gæring er to typer industrielle gæringsprocesser, der bruges til at opnå penge ved at tjene nyttige produkter.
Hvad er batchfermentering?
Batchfermentering er en type industriel gæring, hvor produkterne høstes batchmæssigt, mens processen stoppes i slutningen af hver batch. Ved batchfermentering tilsættes i starten næringsstoffer og mikroorganismer og kører processen. Det er et lukket system, og der bruges relativt en stor fermentor. Mikrobiel vækst sker via lagfase, logfase og stationær fase. Når gæringsprocessen er afsluttet, stoppes processen, og produkterne høstes. Før næste batch renses fermenteringsbeholderen, og anden batch startes på ny.
Figur 01: Fermenteringsindustri
Omsætningshastigheden er lav ved batchfermentering, da næringsstofferne tilsættes én gang, og miljøforholdene ikke er tæt på naturlige. Batchfermentering er dog meget anvendt i industrier, da det er mere velegnet til produktion af sekundære metabolitter såsom antibiotika osv.
Hvad er kontinuerlig fermentering?
Kontinuerlig gæring er en anden type industriel gæringsproces, hvor gæringen udføres i længere tid, mens der tilføres næringsstoffer i begyndelsen og mellem processen og høsten med jævne mellemrum. Kontinuerlig fermentering udføres i en lille fermentor, og den er velegnet til at producere primære metabolitter af mikroorganismerne. Inde i fermenteringsbeholderen opretholdes den eksponentielle vækst af mikroorganismer ved at tilvejebringe og ændre betingelserne og næringsstofferne.
Hvad er lighederne mellem batch og kontinuerlig fermentering?
- Både batch- og kontinuerlig fermentering er to industrielle gæringsprocesser.
- I begge gæringer bruges friske medier til at give næringsstoffer.
- I begge bruges en industriel fermentor.
- I batch og kontinuerlig fermentering bruges gavnlige mikroorganismer.
- Begge fermenteringer producerer nyttige produkter eller biomasse som et resultat af gæringsprocessen.
- I begge er der tilvejebragt vækstbetingelser for mikroorganismerne.
- I begge opretholdes pH, temperatur og beluftning.
- Begge bruges til storskalaproduktion i industrier.
Hvad er forskellen mellem batch og kontinuerlig gæring?
Batch vs kontinuerlig fermentering |
|
| Batchfermentering er én type industriel gæring, hvor produkter høstes batchmæssigt, mens processen stoppes ved slutningen af hver batch. | Kontinuerlig gæring er en anden type industriel gæringsproces, hvor gæringen udføres i længere tid, mens der tilføres næringsstoffer i begyndelsen og mellem processen og høsten med jævne mellemrum. |
| Fresh Media | |
| I batchfermentering tilsættes i begyndelsen frisk medium. | Ved kontinuerlig gæring tilsættes friske medier med jævne mellemrum. |
| Produkthøst | |
| I batchfermentering, når fermenteringen er afsluttet, høstes produktet. | I kontinuerlig gæring høstes produkter og biomasse med jævne mellemrum flere gange, mens processen foregår. |
| Procesafslutning | |
| I batchfermentering, når en batch er klar, afsluttes processen. | Ved kontinuerlig gæring kører processen i lang tid, indtil der høstes flere gange. |
| Fermentationsopsætning | |
| Batchfermenteringsopsætning ændres ikke udefra, når den først er startet. | Opsætning af kontinuerlig fermentering kan ændres under gæringsprocessen. |
| Vækstbetingelser inde i fermenteren | |
| I batchfermentering vil tilstanden ikke forblive konstant. | Ved kontinuerlig gæring holdes forholdene konstante. |
| Omsætningsrate | |
| I batchfermentering er omsætningshastigheden lav. | Ved kontinuerlig gæring er omsætningshastigheden høj. |
| Brug af næringsstoffer i fermenteringsbeholderen | |
| I batchfermentering bruges næringsstoffer af mikroorganismerne i langsommere hastighed. | Ved kontinuerlig gæring udnyttes næringsstoffer hurtigt af mikroorganismerne. |
| Mikrobiel vækst | |
| I batchfermentering viser mikrobiel vækst sig i lag-, log- og stationære faser. | I kontinuerlig fermentering eksisterer mikrobiel vækst i eksponentiel fase hele tiden. |
| System Type | |
| Kontinuerlig fermentering er et åbent system. | Batchfermentering er et lukket system. |
| Fermenteringsrengøring | |
| Fermenteren renses efter høst af en batch i batch-fermentering. | Fermenteringsbeholder er ikke påkrævet for at rense, da kontinuerlig tilsætning og høst sker. |
| Størrelse på fermenteringsbeholderen | |
| Gæringsbeholdere i større størrelse bruges til batchfermentering. | Fermenteringsbeholdere i mindre størrelse bruges til kontinuerlig gæring. |
| Miljøforhold inde i fermenteren | |
| I batchfermentering er miljøforholdene mindre tæt på det naturlige miljø. | Ved kontinuerlig gæring er forholdene tættere på det naturlige miljø. |
| Egnethed | |
| Batchfermentering er velegnet til produktion af sekundære metabolitter. | Kontinuerlig gæring er velegnet til produktion af primære metabolitter. |
| Chance for kontaminering | |
| Chancen for kontaminering er mindre ved batchfermentering. | Chancen for kontaminering er stor ved kontinuerlig gæring. |
| Startpris | |
| Startomkostningerne vil være mindre for batchfermenteringsopsætningen. | Startomkostningerne vil være høje for den kontinuerlige fermenteringsopsætning. |
Opsummering – Batch vs kontinuerlig fermentering
Batch og kontinuerlig gæring er to industrielt anvendte fermenteringsprocesser til fremstilling af nyttige produkter fra mikroorganismer. Batchgæring udføres batchvis. Kontinuerlig gæring sker kontinuerligt, mens der fodres med næringsstoffer og høstes produkter med jævne mellemrum. Dette er forskellen mellem batch og kontinuerlig gæring.
