En el proceso de fermentación biológica, los fermentadores y los fermentadores de semillas se utilizan a menudo como equipos importantes, y ambos pueden utilizarse para el cultivo microbiano. Sin embargo, existen diferencias significativas en los escenarios de aplicación y funciones específicas.
El fermentador es un dispositivo que sirve al proceso de fermentación microbiana y puede desempeñar un papel en el cultivo celular, la expresión de proteínas, la levadura, las cepas bacterianas, los hongos, las bacterias, la investigación bioquímica y los productos farmacéuticos. A diferencia de las placas de Petri, los fermentadores tienen un mayor volumen y pueden realizar procesos de fermentación estables continuos, de alta densidad y a gran escala. También tienen funciones automatizadas de gestión y recopilación de datos, que pueden reducir en gran medida la carga de las operaciones manuales.
Los fermentadores de semillas son un dispositivo que se utiliza para preparar bacterias de semillas. En términos generales, es un dispositivo de precultivo antes del fermentador, y su función principal es garantizar la cantidad y calidad de la reproducción de las semillas. Los fermentadores de semillas funcionan bien en la conservación, amplificación y envasado de microorganismos a largo plazo, y se utilizan comúnmente en industrias como las de pruebas microbiológicas, farmacéutica, alimentaria y bioquímica.
La diferencia entre fermentadores y fermentadores de semillas.
- Diferentes campos de aplicación
Los fermentadores se utilizan ampliamente en industrias como la farmacéutica, la alimentaria, la cervecera y la química para producir diversos productos fermentados, como los equipos utilizados para la fermentación de la cerveza; Y los fermentadores de semillas desempeñan un papel principalmente en la biotecnología, la alimentación, la medicina y otros campos, como la fermentación de yogur y licor madre de bebidas con bacterias del ácido láctico.
Determinación de los niveles del fermentador de semillas
Nivel de fermentador de semillas: se refiere a la cantidad de veces que es necesario cultivar las semillas paso a paso para su preparación, dependiendo de:
(1) Características de crecimiento bacteriano, germinación de esporas y tasa de reproducción bacteriana;
(2) La capacidad del fermentador utilizado.
Por ejemplo:
Bacterias: crecen rápidamente, tienen una pequeña proporción de uso de semillas y tienen menos etapas, con fermentación secundaria.
Botella de berenjena → Fermentador de semillas → Fermentador
Moho: crece lentamente, como el Penicillium, y sufre fermentación terciaria.
Suspensión de esporas → Fermentador de semillas primario (27 ℃, 40 horas de germinación de esporas, producción de micelio) → Fermentador de semillas secundario (27 ℃, 10-24 horas, rápido crecimiento bacteriano, micelio espeso) → Fermentador
Actinomicetos: crecen más lentamente, utilizando fermentación en cuatro etapas.
Levadura: más lenta que las bacterias, más rápida que el moho, los actinomicetos, generalmente usando semillas de primer grado.
Cuestiones a tener en cuenta al determinar el nivel de fermentadores de semillas
(1) Cuantos menos niveles de semillas, mejor, lo que puede simplificar el proceso y el control, y reducir la posibilidad de infección bacteriana.
(2) Muy pocos niveles de semillas, pequeña cantidad de inoculación, tiempo de fermentación prolongado, productividad reducida del fermentador y mayores posibilidades de infección bacteriana.
(3) Aunque el número de fermentadores de semillas varía según la variedad de productos y la escala de producción, también está relacionado con las condiciones de proceso seleccionadas. Si se modifican las condiciones de cultivo del biorreactor de semillas para acelerar la germinación de esporas y la reproducción bacteriana, también se puede reducir en consecuencia el número de etapas del fermentador de semillas.
La producción de hongos comestibles por fermentación a menudo adopta la fermentación secundaria y la fermentación terciaria. Si se calcula en base a un volumen de inoculación de 10%, los fermentadores finales utilizados son: 50 litros de fermentador de semillas primario, 500 litros de biorreactor de semillas secundario y 5000 litros de fermentador. Son 100 litros y el fermentador es de 1000 litros. Generalmente, dos o más fermentadores de semillas se emparejan con un fermentador, de modo que una vez que un fermentador de semillas se infecta con bacterias, todavía hay un biorreactor de semillas disponible como respaldo. Cuanto menor sea el volumen del fermentador de semillas, menor será la cantidad de inoculación de bacterias de la botella agitadora y menor será la probabilidad de contaminar bacterias diversas.
Si se utilizan fermentadores de 10L y 25L, y se utiliza principalmente la fermentación en tres etapas, el fermentador de semillas secundario correspondiente para un fermentador de 10L (calculado a 75%) es de 750mL, y el fermentador de semillas primario es de 75mL. De manera similar, un fermentador de 25L corresponde a un tanque de semillas secundario de 1800mL y un biorreactor de semillas primario de 180mL.
- Diferentes funciones
Los fermentadores son los principales responsables de la producción de preparados y deben proporcionar las condiciones necesarias para las actividades vitales y el metabolismo de los microorganismos, además de ser fáciles de operar y controlar, para lograr las condiciones del proceso y lograr altos rendimientos. El fermentador de semillas sirve principalmente como herramienta de cultivo de semillas microbianas, y se utiliza para cultivar y expandir semillas microbianas para garantizar el volumen bacteriano requerido para el cultivo en fermentador.
- Diferentes estructuras de equipos.
Los fermentadores suelen tener una estructura cerrada, con una estructura de carcasa y tubo en la parte inferior y un dispositivo completo de entrada y salida de gas y mezcla en la parte superior, que puede ajustar parámetros como la entrada, el escape y la agitación según la demanda; Los fermentadores de semillas a menudo adoptan una estructura de doble capa o de una sola capa, equipados con válvulas de cierre de agua convencionales e interfaces de gas de preinyección.
El volumen del fermentador es relativamente pequeño, la estructura es relativamente simple y generalmente está equipado con un puerto de inoculación de llama. En términos generales, los fermentadores tienen un volumen mayor que los fermentadores de semillas, sistemas de mezcla y ventilación más complejos y es más fácil lograr un control automático.
- El modo de operación es pobre.
Los fermentadores se utilizan ampliamente en industrias como la farmacéutica, la alimentaria, la cervecera y la ingeniería química para controlar los materiales de cultivo mediante sistemas de mezcla, ventilación, calefacción y otros métodos. Los fermentadores de semillas generalmente se mezclan horizontal o verticalmente usando una licuadora, y se usa principalmente para la proliferación microbiana, la estabilidad de la fermentación y el almacenamiento.
- Diferentes requisitos de precisión
El proceso de fermentación requiere una alta precisión en los parámetros biológicos, lo que requiere que todos los parámetros en el tanque se mantengan en un estado estable específico, al mismo tiempo que se puede recopilar y registrar datos para garantizar la calidad del producto. En cambio, los requisitos de precisión para los biorreactores de semillas son relativamente bajos y no es necesario considerar el control y registro de otros parámetros mientras se garantiza la cantidad y calidad de la reproducción de las semillas.
Los fermentadores y los biorreactores de semillas son equipos clave esenciales en el campo de la fermentación biológica. Aunque tienen algunas similitudes en apariencia, tienen diferencias significativas en función y estructura, así como diferencias en los escenarios de aplicación. Para diferentes necesidades de aplicación, las empresas e instituciones de investigación pueden elegir fermentadores y fermentadores de semillas de manera razonable en función de las necesidades de producción específicas, con el fin de optimizar los procesos de fermentación, mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del producto.
