Unterschied zwischen Batch und kontinuierlicher Kultur
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Das Hauptunterschied zwischen diskontinuierlicher und kontinuierlicher Kultur ist das Batch-Kultur ist ein geschlossenes System, das die Fermentation mit einer festen Menge an Nährstoffen durchführt, während die kontinuierliche Kultur ein offenes System ist, das kontinuierlich die Fermentation durchführt. Darüber hinaus werden Nährstoffe nach einem bestimmten Punkt in einer Batch-Kultur ein limitierender Faktor, während Nährstoffe kontinuierlich der kontinuierlichen Kultur zugeführt werden, wodurch optimale Bedingungen für die Fermentation aufrechterhalten werden.
Batch- und kontinuierliche Kultur sind zwei Arten der industriellen Fermentation, die zur Herstellung von mikrobieller Biomasse oder Metaboliten verwendet werden.
Wichtige Bereiche
1. Was ist eine Batch-Kultur?
- Definition, Fakten, Bedeutung
2. Was ist eine kontinuierliche Kultur?
- Definition, Fakten, Bedeutung
3. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Batch und Continuous Culture
- Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Batch und Continuous Culture
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede
Schlüsselbegriffe
Vorteile, Batch-Kultur, kontinuierliche Kultur, Nachteile, Prozess
Was ist eine Batch-Kultur?
Eine Batch-Kultur ist eine geschlossene Kultur, in der Mikroorganismen eine bestimmte Menge an Nährstoffen innerhalb eines definierten Zeitraums fermentieren. Für diese Mikroorganismen werden der optimale pH-Wert und die Belüftung bereitgestellt. Die Fermentation erfolgt chargenweise. Das heißt, die Produkte werden am Ende einer Fermentation entnommen und der Fermenter wird mit den Nährstoffen für die zweite Fermentation gefüllt.
Abbildung 1: Chargenkultur
Die Vorteile der Batch-Kultur sind die einfache Einstellung und Kontrolle der Kulturen und die Fähigkeit, verschiedene Kulturen zu unterschiedlichen Zeiten durchzuführen.
Was ist eine kontinuierliche Kultur?
Eine kontinuierliche Kultur ist eine offene Kultur, in der die Zufuhr von Nährstoffen sowie die Entfernung der Produkte kontinuierlich ist. Hier halten die Mikroorganismen ein exponentielles Wachstum, da ständig frische Medien hinzugefügt werden. Daher befinden sich die meisten Bakterien in ihrer log-Phase.
Abbildung 2: Kontinuierliche Kultur
Die Vorteile einer kontinuierlichen Kultur sind eine kontinuierliche Fermentation und eine hohe Produktivität. Verschiedene Kulturen können jedoch nicht in demselben Fermenter fermentiert werden. Kontinuierliche Kulturen neigen auch dazu, kontaminiert zu werden.
Ähnlichkeiten zwischen Batch und kontinuierlicher Kultur
- Batch- und kontinuierliche Kultur sind zwei Arten von Industriekulturen, die zur Herstellung von mikrobieller Biomasse oder Metaboliten verwendet werden.
- Beide sind an der Großserienproduktion beteiligt.
- Die Bedingungen innerhalb der Kultur werden nach Bedarf kontrolliert.
- Die Struktur beider Kulturen ist ähnlich.
Unterschied zwischen Batch und kontinuierlicher Kultur
Definition
Batch-Kultur bezieht sich auf eine Technik, die zum Züchten von Mikroorganismen in einem begrenzten Nährstoffangebot verwendet wird. Diese nimmt ab, wenn diese aufgebraucht werden, oder ein anderer Faktor wird eingeschränkt, während sich unter kontinuierlicher Kultur eine Technik bezieht, die zur Herstellung von Mikroben oder mikrobiellen Produkten verwendet wird, in denen Nährstoffe enthalten sind kontinuierlich dem Fermenter zugeführt werden.
Offenes / geschlossenes System
Die Batch-Kultur ist ein geschlossenes System, während die kontinuierliche Kultur ein offenes System ist.
Interne Umgebung
Die innere Umgebung der Batch-Kultur wird mit dem Fortschreiten des Fermentationsprozesses geändert, während die Umgebung der kontinuierlichen Kultur während des Fermentationsprozesses nicht verändert wird.
Nährstoffe
Nährstoffe werden zu Beginn des Prozesses in einer Batch-Kultur zugegeben, während Nährstoffe kontinuierlich zu der kontinuierlichen Kultur während des gesamten Prozesses hinzugefügt werden. Nährstoffe werden zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Batch-Kultur ein limitierender Faktor, während Nährstoffe in einer kontinuierlichen Kultur kein limitierender Faktor sind. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen der diskontinuierlichen und der kontinuierlichen Kultur.
Phasen
Verzögerungs-, Protokollierungs- und stationäre Phasen treten in einer Batch-Kultur auf, während Verzögerungs- und Protokollierungsphasen in einer kontinuierlichen Kultur gehalten werden.
Kontinuität
Der gesamte Prozess wird gestoppt, wenn die Produkte in einer Batch-Kultur gebildet werden, während der Prozess fortgesetzt wird und die Produkte kontinuierlich in einer kontinuierlichen Kultur aus dem Fermenter entfernt werden.
Ausbeute
Die Ausbeute der Batch-Kultur ist niedrig, während die Ausbeute der kontinuierlichen Kultur signifikant hoch ist.
Umsatzrate
Die Umsatzrate ist in Batch-Kulturen niedrig, während die Umsatzrate in kontinuierlichen Kulturen hoch ist.
Passend für
Die Batch-Kultur ist für die Produktion von Sekundärmetaboliten wie Antibiotika geeignet, während die kontinuierliche Kultur für die Produktion von Primärmetaboliten wie organischen Säuren und Aminosäuren geeignet ist.
Arbeitsbedarf
Die Arbeitsnachfrage ist in einer Batch-Kultur geringer, während die Arbeitsnachfrage eher in einer kontinuierlichen Kultur liegt.
Möglichkeit der Verschmutzung
Die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination ist bei einer Batch-Kultur geringer, während die Gefahr einer Kontamination bei einer Batch-Kultur hoch ist.
Fermentergröße
Große Fermenter werden für Chargenkulturen verwendet, während kleine Fermenter für die kontinuierlichen Kulturen verwendet werden.
Fazit
Die Batch-Kultur arbeitet innerhalb einer bestimmten Zeit und die Produkte werden am Ende des Prozesses entfernt. Die kontinuierliche Kultur arbeitet jedoch kontinuierlich, da dem Fermenter frische Medien zugesetzt werden. Nährstoffe sind also in einer kontinuierlichen Kultur kein limitierender Faktor. Nährstoffe werden jedoch zu einer bestimmten Zeit in einer Batch-Kultur zu einem limitierenden Faktor.
Referenz:
1. Karki, Gaurab "Kultivierungstechnik von Bakterien: Chargen-, Fed-Batch- und Continuous-Culture-Technik." ONLINE-BIOLOGIE-HINWEISE, 20. Dezember 2017, hier verfügbar
Bildhöflichkeit:
1. „Auxostat-Schaltplan“ von GYassineMrabetTalk® - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Chemostat shematic" Von GYassineMrabetTalk✉ - Eigene Arbeit basierend auf Chemostatdiagram.png (Rintze Zelle) (Public Domain) über Commons Wikimedia
