ما هو الفرق بين المفاعلات الحيوية الدفعية والمستمرة؟

دفعة من المفاعلات الحيوية

المفاعلات الحيوية المستمرة

تعريف

المفاعل الدفعي هو عبارة عن نظام أوعية مغلقة بدون مدخل ومخرج للتغذية والمنتج على التوالي، ويحتوي على جميع المكونات اللازمة لثقافة الخلية، أو التخمير الميكروبي.

المفاعلات المستمرة عبارة عن نظام مفتوح، به منافذ مدخل ومخرج تسمح بإضافة وسائط نمو جديدة وإزالة النفايات وتجديد العناصر الغذائية بشكل مستمر.

1

تستمر العملية الحيوية حتى يتم استهلاك العناصر الغذائية

إنشاء توازن مصفوفة المغذيات (وتسمى أيضًا توازن المغذيات) لمكون معين

2

هذه الاستراتيجية مناسبة للتجارب السريعة، مثل توصيف السلالة أو تحسين الوسائط المغذية

مفيد بشكل خاص في الحالات التي تؤدي فيها العناصر الغذائية الزائدة إلى التثبيط، على سبيل المثال بسبب تراكم السموم أو ارتفاع درجة الحرارة.

3

مدة قصيرة

يقلل من تثبيط المنتج ويزيد من الغلة المكانية والزمانية

4

احتمالية أقل للتلوث حيث لا يتم إضافة أي مواد مغذية

تزيد فترات الحضانة الأطول أيضًا من خطر التلوث والتغيرات طويلة المدى في الثقافة.

5

كثافة ثابتة للكائنات الحية الدقيقة أو مستعمرات الخلايا

صعوبة الحفاظ على كثافة مستعمرة ثابتة مع مرور الوقت

6

أسهل في الإدارة

زيادة خطر التلوث و/أو التغيير الجيني

7

يتم فصل المواد الدفعية من أجل التتبع

لا يمكن فصل المنتج الناتج عن العمليات المستمرة بدقة إلى دفعات من أجل إمكانية التتبع

8

وتتم مقاطعة العملية بشكل متكرر من خلال خطوات التنظيف والتعقيم، ولا يتم إنتاج الكتلة الحيوية إلا على مراحل

يقلل من وقت تنظيف الحاويات وتعقيمها ومناولتها

9

محدودية الكتلة الحيوية وعوائد المنتجات

تحقيق أقصى إنتاجية وكفاءة أعلى.

10

لا تظل الكائنات الحية الدقيقة في حالة نمو أسي لفترات طويلة من الزمن، حيث أن مصدر الكربون و/أو نقل الأكسجين غالبًا ما يكون من العوامل المقيدة

في العمليات المستمرة، يمكن زيادة الإنتاجية الزمانية والمكانية للمفاعلات الحيوية مقارنة بعمليات التغذية الدفعية

11

تتطلب زيادة تركيزات الأكسجين إدارة ومراقبة معقدة لهذه المعلمات (زيادة سرعة التحريض، أو تدفق الغاز، أو جزء الأكسجين في خليط الغاز، أو الضغط)

تعتبر العمليات المستمرة مثالية لفهم أفضل للعملية لأن جميع معلمات العملية تظل ثابتة عندما يعمل النظام بشكل طبيعي

12

يتم خلط المنتجات مع العناصر الغذائية والكواشف وحطام الخلايا والسموم

إنتاج التدفق المستمر، لا يوجد خلط للمنتج مع العناصر الغذائية والكواشف وبقايا الخلايا والسموم.

13

قد يتم تضمين تخزين الدفعات للمعالجة النهائية

لا يلزم تخزين الدفعات، وجميع مواد التفاعل متسقة نسبيًا.

14

مع تكاثر المستعمرات واستهلاك العناصر الغذائية، يزداد تركيز الكائنات الحية ويتناقص تركيز العناصر الغذائية، مما لا يوفر بيانات مرجعية لعملية التمثيل الغذائي المستقر.

يوفر حالة ثابتة للدراسات الأيضية عندما يكون مجموع العديد من العناصر يساوي الصفر.

15

كميات صغيرة من المنتجات
تم الحصول عليها. معدل الإنتاج عادة
أقل من 5×10⁵كجم/سنة.

كميات كبيرة من المنتجات
مُقتَنىً.

16

إذا كانت التوقعات قاذورات كبيرة
من المفضل العمليات المجمعة

إذا كان من الممكن القضاء على القاذورات من
يتم اختيار العملية المستمرة.

17

معدات منخفضة التكلفة. (حتى لو
المعدات الخاصة هي
شيدت.)

ارتفاع تكلفة المعدات

18

أسهل للسيطرة والصيانة
عملية

من الصعب السيطرة عليها، وتتطلب
نظام تحكم متطور.

19

مطلوب قوة عمل صغيرة

هناك حاجة إلى قوة عمل كبيرة. (إذا لم يكن الأمر كذلك
مؤتمتة بالكامل).

20

الصيدلة، التخصص
المواد الكيميائية.

صناعة البترول والأسمدة
صناعة.