分批发酵(batch fermentation)和连续发酵(continuous fermentation)的区别

分批发酵和连续发酵有什么区别?...

分批发酵和连续发酵有什么区别?

发酵是细菌、真菌和酵母在厌氧条件下分解化学成分的过程。有机分子转化为气体、酸和其他代谢产物在微生物中非常重要。

分批发酵和连续发酵的核心区别在于分批发酵是一个接一个地进行的,而连续发酵从未停止,而是持续更长的时间。

什么是分批发酵(batch fermentation)?

分批发酵是一种工业发酵,产品分批生产和收获。该过程往往在每批产品生产后结束。

该过程非常容易设置和运行。在进行下一步发酵之前,需要清洗发酵罐。

环境条件从未保持恒定,营养物质的利用速度较慢。它适用于生产单细胞蛋白质的生物量。

什么是连续发酵(continuous fermentation)?

连续发酵是一种工业发酵,其中发酵过程在生产和收获之间进行较长时间,同时添加营养素。

发酵过程适合于微生物初级代谢产物的生产,因为它是在小型发酵罐中进行的。

微生物的指数增长是通过提供营养和改变条件来维持的。该方法适合于降低成本和提高产率。

对照表:分批发酵(comparison table: batch fermentation) vs. 连续发酵(continuous fermentation)

基本术语 分批发酵 连续发酵
类型 封闭式系统 开放式系统
设置 发酵开始后,不能从外部更换 发酵过程中可从外部更换
中断 产品成型后趋于停止 无法为产品集合停止该过程,而是在整个过程中运行
添加营养素 仅在流程开始时发生 倾向于在生产和收获之间添加
控制 对微生物生长和所需产品生产的控制较少 全面控制增长和生产
环境条件 不恒定 倾向于保持恒定
营养物 发酵罐的使用速度相对较慢 发酵罐的使用速度相对较快
微生物的行为 显示滞后、对数和静止相位 微生物保持指数级增长
发酵罐含量 发酵后去除以分离产品 产品从发酵罐的溢流中提取,但未去除
清洗和清洁 在下一道工序之前,对发酵罐进行清洗和清洁 由于过程是连续的,因此无需清洗
发酵罐尺寸 相对较大 相对较小
自然界 不太接近自然环境 非常接近自然环境
应用 广泛用于工业发酵 工业发酵受限
适合 次级代谢产物的生产 初级代谢产物的生产
意义 大规模生产生物质和产品 较少用于大规模生产生物质和产品
易于设置 非常容易设置和运行 易于设置
费用 所需初始投资较少 初期投资相当昂贵
劳动 较少的 更多
污染 较少的 更多
控制方法 易于控制 更复杂的

点式分批发酵和连续发酵的核心区别

  1. 分批发酵是一个封闭系统,而连续发酵是一种开放系统
  2. 当发酵过程中从外部改变连续发酵设置时,发酵开始后,不会从外部改变分批发酵设置
  3. 一旦产品形成,分批发酵过程停止,而连续发酵往往不会停止收集产品
  4. 分批发酵营养素在过程开始时添加,而连续发酵营养素添加多次
  5. 分批发酵对微生物的生长和所需产品的生产控制较少,而连续发酵对生长和生产控制较多
  6. 分批发酵中的环境条件不是恒定的,而连续发酵中则保持恒定
  7. 分批发酵中的周转率较低,而连续发酵中的转化率较高
  8. 分批发酵中的营养素以较慢的速率利用,而在连续发酵中以较快的速率利用
  9. 分批发酵中的发酵罐内容物被去除以分离产品,而在连续发酵中,产品从发酵罐的溢流中提取
  10. 在分批发酵中,发酵罐在下一次生产前进行清洁和清洗,而在连续发酵中,由于整个过程都在进行,因此无需清洗
  11. 用于分批发酵的发酵罐相对较大,而用于连续发酵的发酵器相对较小
  12. 分批发酵不太接近自然环境,而连续发酵更接近自然环境
  13. 间歇发酵广泛应用于工业发酵,而连续发酵在工业发酵中应用较少
  14. 分批发酵适用于次级代谢产物的生产,而初级代谢产物的连续发酵
  15. 批量发酵在大规模生产细胞生物量和产品过程中很常见,而连续发酵在小规模生产中很常见
  16. 分批发酵易于设置和运行,而连续发酵难以设置和运行
  17. 分批发酵不太适合生产生物量,如单细胞蛋白质,而连续发酵则非常适合生产SCP
  18. 连续发酵需要大量劳动力,而分批发酵需要较少劳动力
  19. 分批发酵不易受到污染,而连续发酵则容易受到污染
  20. 分批发酵易于设置和快速控制,而连续发酵控制更为复杂
  21. 分批发酵需要较少的初始投资,而连续发酵需要较多的初始投资
  22. 分批发酵中的微生物表现出滞后、对数和稳定阶段,而连续发酵中的细菌表现出指数增长率

分批发酵(batch fermentation)和连续发酵(continuous fermentation)的相似点

  1. 两者都用于大规模生产的工业发酵
  2. 两者都用于生物量或产品的微生物生产
  3. 两者都在受控环境下运行
  4. 两者都有类似的发酵罐机械部件
  5. 保持曝气、pH和温度
  6. 两者都有利于微生物的使用
  7. 两种新鲜培养基都用于提供营养

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总结

分批发酵和连续发酵都用于生产微生物有用的产品。分批发酵涉及分批生产,而连续发酵涉及定期喂食营养素和收获。

  • 发表于 2022-12-06 19:46
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  • 分类:科学

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