تفاوت فرمانتور، راکتور بیوشیمیایی و بیورآکتور

مخزنی که در آن موجودات زنده پرورش داده می شوند و برای تولید محصولات مورد نظر تحریک می شوند، بیوراکتور نامیده می شود . در مقابل، فرمانتور مخزنی است که برای فرآیند تخمیر استفاده می شود تا نتایج مورد نظر را ایجاد کند. به طور عمده در بیوراکتور، از سلول های گیاهی و حیوانی استفاده می شود، در حالی که تخمیر در فرمانتور فقط به استفاده میکروبی محدود می شود.

اینها انواع مخازن تحت فشار بسته هستند که برای نوع خاصی از واکنش بیوشیمیایی استفاده می شوند، جایی که در بیوراکتور، انواع مختلفی از واکنش های بیوشیمیایی قابل انجام است، اما در یک فرمانتور، تنها فرآیند تخمیر می تواند انجام شود. این سیستم ها به صورت صنعتی برای تولید در مقیاس بزرگ محصولات استفاده می شوند.

بشر از قرن ها پیش از این میکروارگانیسم برای اهداف مختلف به ویژه در تولید مواد غذایی و نوشیدنی هایی مانند پنیر، نان، کره، کشک، شراب، آبجو، ترشی استفاده می کرد. اما استفاده واقعی یا سازمان یافته از میکروارگانیسم ها برای تولید در مقیاس بزرگ در صنایع از حدود دو قرن پیش آغاز شد.

هر دو روش (زیست فرآیند و تخمیر در فرمانتور) به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و به طور صنعتی برای تولید محصولات مختلف مانند واکسن، داروها (انسولین ها و آنتی بیوتیک ها)، آبجو، شراب و غیره استفاده می شود. اندازه گیری مناسب عواملی مانند دما، فشار، PH، رطوبت. ، سطح اکسیژن و برای حفظ رشد و بهره وری سلول بررسی می شوند. با این کار، محتوا به بحث در مورد نکات اصلی اختصاص یافته است که تفاوت بین دو نوع فرآیند ضروری مورد استفاده در صنایع داروسازی، غذایی و شراب را برجسته می کند، و اینها بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور هستند.

تعریف بیوراکتور

بیوراکتور نسخه پیشرفته فناوری فرمانتور است که به طور گسترده در صنایع برای تولید محصولات مختلف در مقیاس بزرگ استفاده می شود. این فرآیند به طور گسترده شامل واکنش های کاتالیز شده آنزیمی مختلفی است که توسط سلول های زنده برای اهداف صنعتی انجام می شود. در فناوری فرآیند زیستی، ترجیحاً سلول‌های گیاهی و حیوانی (حشرات، سلول‌های پستانداران) کشت یا رشد می‌کنند و همچنین از رشد متابولیت‌های ثانویه شامل واکسن‌ها، آنتی‌بادی‌ها، محصولات دارویی و غیره حمایت می‌کند.

بیوراکتورها را می توان بر اساس طرح ها به شش روش طبقه بندی کرد . بیوراکتورهای حمل و نقل هوایی، بیوراکتورهای سیال، بیوراکتورهای با بستر بسته، فتوبیوراکتورها، بیوراکتورهای ستون حبابی، بیوراکتورهای پیوسته. هدف اصلی همه این بیوراکتورها این است که اطمینان حاصل شود که تمام قسمت های سیستم تحت شرایط یکسان قرار دارند. بر اساس هدف، بیوراکتورها را می توان به عنوان بیوفیلم و بیورآکتورهای معلق طبقه بندی کرد که کشت سلولی را پردازش می کند.

مزیت اصلی بیوراکتور این است که انواع مختلف واکنش های بیوشیمیایی را ترویج می کند و ثانیا زمان دو برابر شدن می تواند 14، 17 یا حتی 24 ساعت باشد.

تعریف  فرمانتور

کلمه فرمانتور از کلمه لاتین fervere  گرفته شده است که به معنای جوشاندن است. فرآیند بیولوژیکی که در غیاب اکسیژن رخ می دهد (بی هوازی) به عنوان تخمیر در فرمانتور شناخته می شود. اگرچه، با تکنولوژی ارتقا یافته و معرفی تخمیر در فرمانتور صنعتی، برای کشت در مقیاس بزرگ میکروارگانیسم ها، کلمه بی هوازی برای همه انواع فرآیندهای تخمیر در فرمانتور قابل استفاده نیست.

در فرآیند تخمیر در فرمانتور ، میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها و قارچ ها برای تولید اسید لاکتیک یا اتانول استفاده می شوند. فرمانتور همچنین شرایطی مانند دما، مواد مغذی را برای رشد میکروارگانیسم فراهم می کند. در یک تخمیر در فرمانتور دو نوع کشت می‌تواند وجود داشته باشد ، دسته‌ای یا پیوسته، و بر این اساس، آنها را به‌عنوان کشت‌های دسته‌ای، تغذیه‌بچ یا پیوسته طبقه‌بندی می‌کنند. حتی دو نوع تخمیر در فرمانتور را می توان در تخمیر در فرمانتور انجام داد: تخمیر در فرمانتور غوطه ور و تخمیر در فرمانتور سطحی.

در تخمیر در فرمانتور غوطه‌ور، این فرآیند توسط میکروارگانیسم‌ها در یک محیط مایع انجام می‌شود، در حالی که در تخمیر در فرمانتور سطحی، فرآیند در یک محیط جامد انجام می‌شود. مزایای تخمیر در فرمانتور این است که باکتری ها و قارچ ها (پروکاریوت ها) هر دو برای رشد یا پرورش حمایت می شوند و زمان دو برابر شدن فقط 20 دقیقه است. فقط تخمیر در فرمانتور را تسهیل می کند.

تفاوت های کلیدی بین بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور

نکات پیش رو برای به دست آوردن تفاوت بین بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور مهم هستند:

1. چنین مخازنی تخمیر در فرمانتور بزرگی که برای تولید آنتی بادی ها، داروها (واکسن ها و داروها) و در تبدیل زیستی زباله های آلی استفاده می شود، به عنوان بیوراکتور شناخته می شوند . از طرف دیگر، چنین دستگاه هایی (سیستم بسته) که برای رشد انواع خاصی از میکروارگانیسم ها به شرایط خاصی نیاز دارند و به طور تجاری برای تولید الکل ها، اسیدها، هورمون ها و آنتی بیوتیک ها استفاده می شوند، به عنوان تخمیر در فرمانتور شناخته می شوند .
2. بیوراکتور فقط واکنش بیوشیمیایی را نشان می دهد و تخمیر در فرمانتورها فقط واکنش تخمیر در فرمانتور را نشان می دهد.
3. محصولاتی که از طریق بیوراکتورها به دست می آیند متابولیت هایی مانند پپتیدها، داروها (آنتی بادی ها، واکسن ها)، داروها، اسیدهای آمینه هستند، در حالی که تخمیر در فرمانتورکننده ها محصولاتی مانند الکل ها، هورمون ها، آنتی بیوتیک ها و اسیدها را فقط می دهند.
4. ارگانیسم های درگیر در فرآیند بیوراکتور سلول های گیاهی و حیوانی، میکروب های تک سلولی هستند، در حالی که در فرآیند تخمیر در فرمانتور میکروب های تخمیر در فرمانتوری دخالت دارند.
5. بیوراکتور می تواند در شرایط هوازی یا بی هوازی کار کند، در حالی که تخمیر در فرمانتورکننده ها فقط در شرایط بی هوازی کار می کنند.
6. در بیوراکتورها می توان بر اساس محصول مورد نظر از مواد مختلفی در فرآیند استفاده کرد، اما در تخمیر در فرمانتورها فقط از گلوکز یا ترکیبات حاوی گلوکز برای ساخت محصولات استفاده می شود.
7. مواد فعال بیوشیمیایی مانند کاتالیزور و آنزیم ها و سایر میکروارگانیسم ها را می توان در بیوراکتورها استفاده کرد، برعکس، در تخمیر در فرمانتورها فقط از میکروارگانیسم ها (نوع خاص) برای انجام واکنش ها استفاده می شود.
8. محدودیت حجم در تخمیر در فرمانتور وجود دارد که فقط تا 2 لیتر است، در حالی که در بیوراکتورها حجم مخزن می تواند تا لیتر باشد.
9. بیوراکتور را می توان برای تولید متابولیت های ثانویه یا توده سلولی و تخمیر در فرمانتورکننده ها برای تولید متابولیت های اولیه استفاده کرد.
10. عروق بیوراکتورها شانس آلوده شدن به ویروس را دارند، اما عروق تخمیر در فرمانتورکننده تحت تأثیر ویروس قرار نمی گیرند.

11. بیوراکتور دستگاهی است که به فرآیند بیولوژیکی اجازه می دهد تا در مقیاس بزرگ انجام شود در حالی که تخمیر در فرمانتور ظرفی است که فقط تخمیر در فرمانتور را تسهیل می کند.
12. بیوراکتور فرآیند بیوشیمیایی را تسهیل می کند در حالی که تخمیر در فرمانتور نوعی بیوراکتور است
13. بیوراکتور از سلول های پستانداران یا حشرات استفاده می کند در حالی که تخمیر در فرمانتور از سلول های قارچی و باکتریایی استفاده می کند
14. بیوراکتور از شرایط بی هوازی یا هوازی استفاده می کند در حالی که تخمیر در فرمانتور از شرایط بی هوازی استفاده می کند.
15. زمان دوگانه بیوراکتور طولانی است در حالی که تخمیر در فرمانتور حدود 20 دقیقه است
16. بیوراکتور متابولیت های ثانویه تولید می کند در حالی که تخمیر در فرمانتور متابولیت اولیه تولید می کند
17. بیوراکتور در تولید دارو و واکسن استفاده می شود در حالی که تخمیر در فرمانتور در تولید اتانول یا اسید لاکتیک استفاده می شود.
18. بیوراکتور می تواند توسط ویروس ها آلوده شود در حالی که تخمیر در فرمانتور نمی تواند توسط ویروس ها آلوده شود

شباهت ها

• هر دو سیستم بسته هستند.
• آنها تحت تأثیر هوادهی، دما، PH، تغذیه و عقیمی قرار دارند.
• ظروف مورد استفاده در این سیستم ها از فولاد ضد زنگ ساخته شده و به شکل استوانه ای هستند.
• آنها واکنش های بیوشیمیایی را ترویج می کنند و در تولید محصولات مختلف بیولوژیکی مفید هستند.
• آنها در صنایع برای تولیدات در مقیاس بزرگ استفاده می شوند.

تفاوت اصلی بین بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور در این است که اولی به یک سیستم نزدیک اشاره دارد که انواع مختلف واکنش های بیوشیمیایی را تسهیل می کند در حالی که دومی به ظرفی اشاره دارد که تخمیر در فرمانتور را تسهیل می کند.

بیوراکتور چیست؟

یک راکتور پیشرفته از فناوری تخمیر در فرمانتور است که شامل تولید مواد در مقیاس صنعتی است. این فرآیند مستلزم استفاده از مواد فعال بیوشیمیایی مانند آنزیم ها است. این فرآیند معمولاً توسط سلول های گیاهی و حیوانی انجام می شود. همچنین به تسهیل کشت متابولیت های ثانویه مانند واکسن ها، آنتی بادی ها و محصولات دارویی کمک می کند.

بیوراکتورها به عنوان بیوراکتورهای Airlift، بیوراکتورهای سیال، بیوراکتورهای بستر بسته، فوتوبیورآکتورها، بیوراکتورهای ستون حبابی و بیوراکتورهای پیوسته طبقه بندی می شوند. هدف اصلی بیوراکتور این است که تمام قسمت های سیستم را تحت شرایط یکسان قرار دهد. این دلیل طبقه بندی بیشتر به بیوفیلم و فرآیند کشت سلولی است.

اساسی ترین نقش بیوراکتور، ترویج انواع مختلف واکنش های بیوشیمیایی و دوبار زمان بندی کل فرآیند است.

تخمیر در فرمانتور چیست؟

این یک فرآیند بیولوژیکی است که در غیاب اکسیژن اتفاق می افتد. همچنین به عنوان تخمیر در فرمانتور یا تنفس بی هوازی شناخته می شود. تولید اسید لاکتیک و اتانول در تخمیر در فرمانتور توسط باکتری ها و قارچ ها افزایش می یابد. تخمیر در فرمانتور دمای مطلوب و مواد مغذی را برای این میکروارگانیسم ها فراهم می کند.

تخمیر در فرمانتور به عنوان کشت دسته ای و تغذیه دسته ای یا کشت پیوسته طبقه بندی می شود. این نوع تخمیر در فرمانتورها را می توان به صورت تخمیر در فرمانتور زیر آب و تخمیر در فرمانتور سطحی انجام داد. تخمیر در فرمانتور غوطه ور جایی است که فرآیند میکروارگانیسم در یک محیط مایع رخ می دهد در حالی که تخمیر در فرمانتور سطحی یک محیط جامد است.

زمان تخمیر در فرمانتور حدود 20 دقیقه است و از کشت باکتری ها و قارچ ها پشتیبانی می کند. اما این دستگاه فقط از تخمیر در فرمانتور پشتیبانی می کند.

نتیجه گیری

امیدواریم تفاوت بین تخمیر در فرمانتور و بیوراکتور مورد بحث در مقاله مفید باشد. بیوراکتور وسیله ای است که انواع مختلف فرآیندهای بیوشیمیایی را تسهیل می کند در حالی که تخمیر در فرمانتور دستگاهی است که تخمیر در فرمانتور را افزایش می دهد. دانشمندان از بیورآکتورها برای تولید محصولات دارویی و واکسن‌ها و از تخمیر در فرمانتورها برای تولید اسید لاکتیک و اتانول استفاده می‌کنند. نوع واکنش بیوشیمیایی به تشخیص بین بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور کمک می کند.

در این مقاله، ما با بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور آشنا شدیم، اگرچه هر دو ارتباط نزدیکی با هم دارند و گاهی اوقات می‌توان آنها را به معنایی وسیع با هم عوض کرد. گاهی اوقات تخمیر در فرمانتور می تواند بیوراکتور باشد و تنها تفاوت در نوع واکنش های بیوشیمیایی است که در آنها رخ می دهد. بیوراکتور و تخمیر در فرمانتور یک سیستم بسته هستند که برای نوع خاصی از واکنش های بیوشیمیایی استفاده می شود. این سیستم ها در گیاهان، حیوانات و کاربردهای صنعتی اتفاق می افتند.