Différence clé - Lot vs culture continue
Les micro-organismes tels que les bactéries et les champignons sont très bénéfiques pour divers types d'industries. Pour un usage industriel, les micro-organismes doivent être cultivés à grande échelle pendant le processus de fermentation afin d'extraire les produits nécessaires résultant du métabolisme microbien. Un appareil spécial appelé fermenteur industriel est utilisé pour cultiver et maintenir la biomasse microbienne. C'est un grand navire conçu pour fournir l'espace et les exigences nécessaires à la croissance et au métabolisme microbiens. Il existe deux types de cultures de fermentation industrielle couramment adoptées dans les industries appelées culture discontinue et culture continue.le différence clé entre la culture par lots et la culture continue est que la culture par lots est une technique utilisée pour cultiver des micro-organismes avec une disponibilité limitée de nutriments dans un système fermé, tandis que la culture continue est une technique utilisée pour cultiver des micro-organismes sous un apport optimal et continu de nutriments dans un système ouvert. industries.
Qu'est-ce qu'une culture par lots ?
La culture discontinue est une technique qui fait pousser des micro-organismes dans un système fermé où une quantité limitée de nutriments est fournie au début. Il s'agit de la technique la plus courante adoptée dans les industries pour fabriquer des produits utiles à l'aide de micro-organismes tels que des bactéries et des champignons. Le microbe qui se développe dans le fermenteur fermente les nutriments. La fermentation est un processus de décomposition des glucides en alcools et acides par des micro-organismes dans des conditions anoxiques. Dans la technique de culture discontinue, les nutriments sont fournis au début et le micro-organisme particulier est inoculé dans le fermenteur. Le fermenteur est fermé et la température et le pH sont maintenus pour la croissance des micro-organismes. Le micro-organisme se développe à l'intérieur et utilise les nutriments fournis et d'autres conditions. Avec le temps, les nutriments deviennent limités et les conditions environnementales changent à l'intérieur du fermenteur. Par conséquent, la croissance microbienne présente quatre étapes distinctes telles que la phase de latence, la phase logarithmique, la phase stationnaire et la phase de mort. A la fin de la fermentation, le processus est arrêté et les produits utiles sont extraits et purifiés. Le fermenteur est lavé et stérilisé avant d'être utilisé pour une autre culture discontinue.
La spécialité de la technique de culture par lots est qu'elle est exécutée avec des quantités limitées de nutriments et pendant une certaine période de temps. La configuration du fermenteur est facile à réaliser et à manipuler. Les conditions environnementales à l'intérieur du fermenteur varient avec le temps. Cependant, la température requise, les conditions de pH, l'agitation, la pression, etc. sont correctement maintenues pour obtenir une formation réussie du produit.
La technique de culture discontinue est largement utilisée pour la purification de métabolites secondaires tels que les antibiotiques, les pigments, etc. Cette technique ne convient pas à la production de métabolites primaires et de produits associés à la croissance.
Figure 01: Culture par lots
Qu'est-ce qu'une culture continue ?
La culture continue est une autre technique qui permet de cultiver des micro-organismes utiles. Il vise à maintenir une culture microbienne en croissance continue en phase exponentielle. Cela peut être réalisé en fournissant continuellement des nutriments frais, en éliminant les déchets et les produits accumulés au même rythme et en maintenant les autres conditions aux valeurs optimales. Cela se fait à l'intérieur d'une chambre spéciale appelée chimiostat, comme illustré à la figure 02. Du milieu frais est ajouté en continu à une extrémité tandis que les produits métaboliques sont extraits en continu de l'autre extrémité du chimiostat pour maintenir le volume de culture à un niveau constant.
La culture continue est utilisée dans les industries lorsqu'il est nécessaire d'extraire des métabolites primaires utiles tels que les acides aminés, les acides organiques, etc.à partir des micro-organismes. Les métabolites primaires sont produits au taux le plus élevé lorsque les micro-organismes sont à leur phase exponentielle. Par conséquent, la culture continue vise toujours à maintenir la biomasse microbienne à la phase logarithmique. Cela se fait en surveillant le processus en permanence et en contrôlant le système.
Figure 02: Culture continue dans Chemostat
Quelle est la différence entre la culture par lots et la culture continue ?
Batch vs culture continue |
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| La technique de culture par lots est utilisée pour cultiver des micro-organismes bénéfiques sous des quantités limitées de nutriments dans un fermenteur fermé pendant une certaine période de temps. La croissance microbienne à l'intérieur de la culture discontinue montre une courbe de croissance microbienne typique dans laquelle quatre phases distinctes peuvent être identifiées. | La technique de culture continue est utilisée pour faire pousser des micro-organismes bénéfiques sous un niveau optimal de nutriments dans un système ouvert dans lequel les nutriments sont ajoutés en continu et les déchets et les produits sont éliminés au même rythme pour maintenir la croissance à une phase exponentielle. |
| Nutriments | |
| Les nutriments sont fournis une fois avant de commencer le processus de fermentation. | Les nutriments sont ajoutés plusieurs fois (au début et entre le processus). |
| Type de système | |
| La culture par lots est un système fermé | La culture continue est un système ouvert. |
| Arrêt du processus | |
| Le processus de culture par lots est arrêté après la formation du produit. | Le processus n'est pas arrêté même si le produit est formé. Le retrait continu du produit se fait sans arrêter le processus en culture continue. |
| Conditions environnementales | |
| Les conditions environnementales à l'intérieur de la culture par lots ne sont pas constantes. | Les conditions environnementales à l'intérieur de la culture continue sont maintenues à un niveau constant. |
| Croissance microbienne | |
| La croissance microbienne à l'intérieur de la culture discontinue suit les phases de latence, logarithmique et stationnaire. | La croissance microbienne est maintenue à un niveau optimal qui est une phase de croissance exponentielle. |
| Taux de rotation | |
| Le taux de roulement est faible car les nutriments et autres conditions sont limités à l'intérieur. | Le taux de rotation est élevé car les niveaux optimaux de nutriments et d'autres conditions sont maintenus. |
| Fermenteur utilisé | |
| Un fermenteur de grande taille est utilisé pour les cultures discontinues | Un fermenteur de petite taille est utilisé pour la culture continue. |
| Utiliser | |
| La fermentation par culture discontinue est couramment utilisée dans les industries | La fermentation en culture continue est moins utilisée dans les industries. |
| Configuration de la culture | |
| La configuration de la culture par lots est facile à réaliser et à exécuter. | La configuration de la culture continue n'est pas facile à réaliser et à exécuter. |
| Contamination | |
| Les contaminations sont minimales dans les cultures par lots | Le risque de contamination est élevé en culture continue. |
| Méthodes de contrôle | |
| Les méthodes de contrôle sont simples et rapides. | Les méthodes de contrôle sont compliquées et chronophages. |
| Performance | |
| La culture discontinue est plus adaptée à la production de métabolites secondaires tels que les antibiotiques. | La culture continue est plus adaptée à la production de métabolites primaires tels que les acides aminés et les acides organiques. |
Résumé – Batch vs culture continue
La culture discontinue et la culture continue sont deux types de techniques utilisées pour cultiver des micro-organismes à grande échelle à des fins industrielles et autres. Dans la culture discontinue, les micro-organismes reçoivent des nutriments au début et se développent. Lorsque les microbes utilisent les nutriments disponibles, les nutriments deviennent limités après une certaine période de temps. Les micro-organismes se développent via des phases de décalage, de log, stationnaire et de mort. Le processus de fermentation est effectué par lots dans la technique de culture discontinue. Après chaque lot, le fermenteur est nettoyé et utilisé fraîchement pour le lot suivant. En culture continue, les micro-organismes reçoivent continuellement des niveaux adéquats de nutriments frais pour toujours maintenir les microbes en phase log afin d'extraire les métabolites primaires des micro-organismes. Le volume de la culture continue est maintenu à une valeur constante en ajoutant des nutriments frais et en éliminant les produits au même rythme sans arrêter le processus. La culture discontinue est nécessaire comparativement à un grand fermenteur fermé tandis que la culture continue est nécessaire à un petit fermenteur ouvert. C'est la différence entre la culture discontinue et la culture continue.
