Verschil tussen batch en continue cultuur

De grootste verschil tussen batch en continue cultuur is dat batchcultuur is een gesloten systeem dat fermentatie uitvoert met een vaste hoeveelheid voedingsstoffen, terwijl continue cultuur een open systeem is dat continu fermentatie uitvoert. Bovendien worden voedingsstoffen een beperkende factor na een bepaald punt in een batchcultuur, terwijl voedingsstoffen continu worden toegevoerd aan de continue cultuur, waarbij de optimale omstandigheden voor de fermentatie worden gehandhaafd.. 

Batch en continue cultuur zijn twee soorten industriële fermentatie die worden gebruikt voor de productie van microbiële biomassa of metabolieten. 

Key Areas Covered 

1. Wat is een batchcultuur
     - Definitie, feiten, belang
2. Wat is een continue cultuur
     - Definitie, feiten, belang
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen batch en continue cultuur
     - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen batch en continue cultuur
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen

Voordelen, Batchcultuur, Continue cultuur, Nadelen, Proces 

Wat is een batchcultuur 

Een batchcultuur is een gesloten kweek waarbij micro-organismen een bepaalde hoeveelheid voedingsstoffen binnen een gedefinieerde tijdsperiode fermenteren. De optimale pH en de beluchting worden verschaft voor deze micro-organismen. De vergisting vindt plaats in batches. Dat betekent dat de producten aan het einde van een gistingssessie worden verwijderd en dat de vergister wordt gevuld met de voedingsstoffen voor de tweede gistingssessie.

Figuur 1: Batchcultuur

De voordelen van batchcultuur zijn de eenvoudige installatie en controle van de culturen en het vermogen om verschillende culturen op verschillende tijdstippen uit te voeren.  

Wat is een continue cultuur 

Een continue cultuur is een open cultuur waarin het aanbod van voedingsstoffen, evenals de verwijdering van de producten, continu is. Hier handhaven de micro-organismen een exponentiële groei omdat verse media continu worden toegevoegd. Vandaar dat de meeste bacteriën zich in hun logfase bevinden.

Figuur 2: continue cultuur  

De voordelen van continue kweek zijn continue fermentatie en hoge productiviteit. Maar verschillende culturen kunnen niet in dezelfde fermentor worden gefermenteerd. Ook zijn continue culturen meer vatbaar voor besmetting. 

Overeenkomsten tussen batch en continue cultuur 

• Batch en continue kweek zijn twee soorten industriële culturen die worden gebruikt voor de productie van microbiële biomassa of metabolieten. 
• Beide zijn betrokken bij de grootschalige productie.  
• De omstandigheden in de kweek worden naar behoefte geregeld. 
• De structuur van beide culturen is vergelijkbaar. 

Verschil tussen batch en continue cultuur 

Definitie 

Batchcultuur verwijst naar een techniek die wordt gebruikt om micro-organismen te kweken in een beperkt aanbod van voedingsstoffen, die afneemt wanneer deze worden opgebruikt, of een andere factor wordt beperkend terwijl continue kweek verwijst naar een techniek die wordt gebruikt voor de productie van microben of microbiële producten waarin nutriënten worden continu aan de vergister toegevoerd.

Open / gesloten systeem 

Batchcultuur is een gesloten systeem, terwijl continue cultuur een open systeem is.

Interne omgeving 

De interne omgeving van batchcultuur wordt veranderd met de voortgang van het fermentatieproces terwijl de omgeving van de continue cultuur niet wordt veranderd tijdens het fermentatieproces.  

voedingsstoffen 

Voedingsstoffen worden aan het begin van het proces toegevoegd in een batch-cultuur, terwijl voedingsstoffen continu aan de continue kweek worden toegevoegd tijdens het hele proces. Voedingsstoffen worden op een bepaald punt in een batchcultuur een beperkende factor, terwijl voedingsstoffen geen beperkende factor zijn in een continue cultuur. Dit is een belangrijk verschil tussen batch- en continue cultuur.

fasen 

Lag-, log- en stationaire fasen komen voor in een batchcultuur, terwijl lag- en log-fasen in een continue kweek worden gehandhaafd. 

Continuïteit 

Het hele proces wordt gestopt wanneer de producten worden gevormd in een batchcultuur terwijl het proces wordt voortgezet en de producten continu worden verwijderd uit de fermentor in een continue kweek. 

Opbrengst 

De opbrengst van de batchcultuur is laag, terwijl de opbrengst van de continue cultuur aanzienlijk hoog is.  

Omzetfrequentie 

De omzet is laag in batchculturen, terwijl de omloopsnelheid hoog is in continue cultures. 

Geschikt voor 

Batchcultuur is geschikt voor de productie van secundaire metabolieten zoals antibiotica, terwijl continue kweek geschikt is voor de productie van primaire metabolieten zoals organische zuren en aminozuren. 

Labour Demand 

De vraag naar arbeid is minder in een batchcultuur, terwijl de vraag naar arbeid meer in een continue cultuur is. 

Kans op besmetting 

De kans op besmetting is minder in een batchcultuur terwijl de kans op besmetting groot is in een batchcultuur.  

Vergistergrootte 

Grote fermentoren worden gebruikt voor batchculturen, terwijl kleine fermentoren worden gebruikt voor de continue cultures. 

Conclusie 

Batchcultuur werkt binnen een bepaalde periode en producten worden aan het einde van het proces verwijderd. Maar continue kweek werkt continu terwijl verse media aan de fermentor worden toegevoegd. Voedingsstoffen zijn dus geen beperkende factor in een continue cultuur. Voedingsstoffen worden echter een beperkende factor in een bepaalde periode in een batchcultuur. 

Referentie:

1. Karki, Gaurab. "Teelttechniek van bacteriën: Batch, Fed-Batch en Continuous Culture Technique." ONLINE BIOLOGY NOTITIES, 20 dec. 2017, hier beschikbaar  

Afbeelding met dank aan:

1. "Auxostat schematisch" door GYassineMrabetTalk✉ - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia   
2. "Chemostat shematic" door GYassineMrabetTalk✉ - Eigen werk op basis van Chemostatdiagram.png (Rintze Zelle) (Public Domain) via Commons Wikimedia