किण्वक और बायोरिएक्टर के बीच अंतर क्या है?

औद्योगिक माइक्रोबायोलॉजीyजैव प्रौद्योगिकी और दवा उत्पादन के साथ मिलकर किण्वन और बायोप्रोसेसिंग प्रौद्योगिकियों पर भारी निर्भर करता है। किण्वन और बायोरिएक्टर के बारे में एक सामान्य गलतफहमी मौजूद है, फिर भी दोनों उपकरणों के पास विभिन्न संरचनात्मक तत्व और परिचालन उद्देश्यों और औद्योगिक अनुप्रयोग हैं। विशेषज्ञ पेशेवर जो बायोप्रोसेसिंग में काम करते हैं, उन्हें इन भेदों को समझने की आवश्यकता होती है।

लेख उनकी परिभाषाओं, प्रकारों, ऑपरेटिंग सिद्धांतों और उपयोगों का वर्णन करते हुए, किण्वकों और बायोरिएक्टर के बीच मूलभूत अंतरों की पड़ताल करता है। यह जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में छात्रों, शोधकर्ताओं और औद्योगिक चिकित्सकों के लिए अभिप्रेत है।

किण्वक और बायोरिएक्टर की परिभाषा

किण्वन:

किण्वक उन्नत जहाज हैं जो माइक्रोबियल किण्वन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जो सूक्ष्मजीवों को नियंत्रित परिस्थितियों में कार्बनिक सब्सट्रेट को वांछित उत्पादों में परिवर्तित करने में सक्षम बनाते हैं। किण्वकों का मुख्य उद्देश्य अल्कोहल किण्वन के साथ -साथ एंटीबायोटिक और कार्बनिक एसिड और माइक्रोबियल मेटाबोलाइट उत्पादन में मौजूद है।

जैवप्रतिक्रियाकर्ता

A बायोरिएक्टर एक सर्वव्यापी प्रणाली के रूप में परिभाषित करता है जो एंजाइमों और जीवित कोशिकाओं के बीच जैविक बातचीत का समर्थन करने के लिए एक वातावरण के रूप में कार्य करता है। एक बायोरिएक्टर सेल की खेती और ऊतक इंजीनियरिंग और एंजाइमेटिक प्रक्रियाओं के बीच विभिन्न जैव रासायनिक संचालन को सक्षम बनाता है। कृषि और जैव ईंधन के साथ -साथ फार्मास्यूटिकल्स जैसे उत्पादन उद्योग खंडों को उनके उपयोग की आवश्यकता होती है।

खैर, किण्वकों और बायोरिएक्टर की परिभाषाएं ऊपर के रूप में स्पष्ट हैं, लेकिन क्या आप जानते हैं कि प्रमुख अंतर क्या हैं? चलो एक नज़र चलाते हैं।

किण्वक बनाम बायोरिएक्टर: प्रमुख अंतर और अनुप्रयोग

उपयोग का दायरा:

• किण्वक एक विशेष कंटेनर के रूप में कार्य करता है जो विभिन्न अन्य उत्पादों के साथ शराब और एंटीबायोटिक दवाओं के उत्पादन के लिए सूक्ष्मजीव विकास को सक्षम बनाता है।
• तापमान और पीएच और ऑक्सीजन की आपूर्ति जैसे नियंत्रित मापदंडों के साथ एक बायोरिएक्टर विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं को आगे बढ़ने के लिए एंजाइम प्रतिक्रिया के साथ किण्वन सेल संस्कृति सहित विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं की अनुमति देता है।

उपयोग की जाने वाली जैविक संस्थाओं का प्रकार:

विशिष्ट किण्वक किण्वन प्रक्रियाओं के दौरान बैक्टीरिया और खमीर और कवक उपभेदों के माइक्रोबियल विकास का समर्थन करते हैं।

Bioreactors वस्तुतः सभी जैविक संस्थाओं का समर्थन करते हैं जो पौधों की कोशिकाओं से पशु कोशिकाओं के साथ -साथ विविध जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए एंजाइम तक फैले हुए हैं।

प्रक्रिया प्रकार:

• बायोरिएक्टर्स के साथ एक साथ किण्वकों का संचालन चयनित जैविक प्रक्रिया के आधार पर एरोबिक ऑक्सीजन-आवश्यकता वाले सेटिंग्स और एनारोबिक ऑक्सीजन रहित वातावरण दोनों का समर्थन करता है।
• बायोरिएक्टर की बहुमुखी प्रतिभा बढ़ जाती है क्योंकि वे स्थिर सेल सिस्टम के साथ काम करते हैं जो कोशिकाओं या एंजाइमों को निरंतर उपयोग के लिए विशिष्ट स्थानों पर लंगर डालने में सक्षम बनाते हैं।

अंत उत्पादों:

• कार्बनिक एसिड और एंटीबायोटिक दवाओं और विटामिन के साथ इथेनॉल का जैविक उत्पादन किण्वकों में होता है।
• मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के साथ -साथ टीके बायोरिएक्टर से विभिन्न अन्य उत्पादन आउटपुट के बीच एंजाइम और पुनः संयोजक प्रोटीन और जैव ईंधन से जुड़ते हैं।

नियंत्रण तंत्र:

• किण्वक माइक्रोबायोलॉजिकल विकास और उत्पादन दक्षता को अनुकूलित करने के लिए ऑक्सीजन के स्तर और मिश्रण की स्थिति के साथ -साथ पीएच और तापमान के महत्वपूर्ण परिचालन कारकों को बनाए रखते हैं।
• Bioreactors कतरनी तनाव का प्रबंधन करते हुए और वास्तविक समय के चयापचय गतिविधि ट्रैकिंग प्रदान करते हुए विघटित ऑक्सीजन के स्तर की निगरानी के लिए उन्नत नियंत्रण तंत्र के पास होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बढ़ी हुई प्रक्रिया दक्षता होती है।

डिजाइन विविधताएं:

• आमतौर पर किण्वन के रूप में जाने जाने वाले उत्पादन जहाजों में बेलनाकार रूप होते हैं जो आंदोलन और वातन कार्यक्षमता दोनों के माध्यम से माइक्रोबियल विकास संवर्धन के लिए समर्पित प्रणालियों को एकीकृत करते हैं।
• बायोरिएक्टर के विभिन्न डिजाइनों में उनके अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं के आधार पर हलचल-टैंक और एयरलिफ्ट और पैक-बेड के साथ-साथ फोटोबायोरिएक्टर शामिल हैं।

काम के सिद्धांतकिण्वन और बायोरिएक्टर की

किण्वन कार्य सिद्धांत

एक किण्वक माइक्रोबियल चयापचय के आधार पर संचालित होता है। यह रोगाणुओं को मेटाबोलाइट्स को विकसित करने और उत्पादन करने के लिए एक इष्टतम वातावरण प्रदान करता है। एक किण्वक के आवश्यक घटकों में शामिल हैं:

• आंदोलन प्रणाली:पोषक तत्वों और सूक्ष्मजीवों का मिश्रण भी सुनिश्चित करता है।
• वातन प्रणाली:एरोबिक प्रक्रियाओं में ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है।
• तापमान नियंत्रण:बैक्टीरियोलॉजिकल गतिविधि के लिए आवश्यक तापमान रखता है।
• पीएच नियंत्रण:माध्यम की अम्लता या क्षारीयता को नियंत्रित करता है।
• फोम नियंत्रण:एंटीफोम एजेंटों का उपयोग करके अनुचित फोमिंग को रोकता है।

किण्वन प्रक्रिया विभिन्न कार्यों के माध्यम से चलती है जिसमें बैच विधि और फेड-बैच और उत्पादन विनिर्देशों के आधार पर निरंतर मोड शामिल हैं। बैक्टीरिया, खमीर और कवक के शोषण के लिए एक विशेष सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है जो प्रक्रिया के दौरान उनके आहार स्रोत के रूप में कार्य करता है। सूक्ष्मजीव उपयोगी मेटाबोलाइट्स बनाने के लिए अपनी चयापचय गतिविधियों के माध्यम से सब्सट्रेट को तोड़ते हैं जिसमें कार्बनिक एसिड और एंटीबायोटिक दवाओं और विटामिन के साथ इथेनॉल शामिल हैं। जब किण्वन अपने लक्ष्य चरण उत्पादन श्रमिकों से मिलता है, तो फार्मास्यूटिकल्स और खाद्य उत्पादों और जैव ईंधन जैसे उद्योग उत्पादों को उत्पन्न करने के लिए शुद्धि और प्रसंस्करण चरणों को करने से पहले अंतिम उत्पाद प्राप्त करें।

बायोरिएक्टर कार्य सिद्धांत

एक बायोरिएक्टर जैविक प्रक्रियाओं के लिए एक मापा वातावरण प्रदान करता है। इसमें मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए उन्नत निगरानी प्रणाली शामिल हैं जैसे:

• भंग ऑक्सीजन (डीओ) स्तर:एरोफिलिक संस्कृतियों के लिए सबसे अच्छी ऑक्सीजन उपलब्धता सुनिश्चित करता है।
• कतरनी तनाव नियंत्रण:सेल व्यवहार्यता को बनाए रखता है, विशेष रूप से पशु कोशिका संस्कृतियों में।
• पोषक तत्व वितरण:विकास और उत्पादन को बनाए रखने के लिए सटीक खिला प्रदान करता है।
• अपशिष्ट हटाने:सेल के विकास में बाधा डालने वाले विषाक्त उपोत्पादों को समाप्त करता है।
• बायोरिएक्टर विभिन्न संस्कृति प्रकारों का समर्थन करते हैं, जिनमें शामिल हैं:
• निलंबन संस्कृति:मध्यम में कोशिकाओं को स्वतंत्र रूप से निलंबित कर दिया जाता है।
• पालन ​​संस्कृति:कोशिकाएं एक ठोस समर्थन या मचान पर बढ़ती हैं।
• Immobilized सिस्टम:निरंतर प्रसंस्करण के लिए एक मैट्रिक्स में कोशिकाओं या एंजाइमों को तय किया जाता है।

किण्वकों और बायोरिएक्टर के प्रकार

किण्वन के प्रकार

• बैच किण्वन:एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्वों के साथ एक बंद प्रणाली में सूक्ष्मजीव बढ़ते हैं।
• फेड-बैच किण्वन:किण्वन प्रक्रिया को लम्बा करने के लिए चरणों में पोषक तत्व जोड़े जाते हैं।
• निरंतर किण्वन:निरंतर उत्पादन के लिए सब्सट्रेट और उत्पाद को हटाने का निरंतर इनपुट।
• जलमग्न किण्वन:सूक्ष्मजीव एक तरल माध्यम में बढ़ते हैं।
• ठोस-राज्य किण्वन:न्यूनतम मुक्त पानी के साथ एक ठोस सब्सट्रेट पर सूक्ष्मजीव बढ़ते हैं।

बायोरिएक्टर के प्रकार

• हलचल-टैंक बायोरिएक्टर:बिरादरी और ऑक्सीजन हस्तांतरण के लिए एक प्ररित करनेवाला का उपयोग करता है।
• एयरलिफ्ट बायोरिएक्टर:तरल को प्रसारित करने और मिश्रण को बढ़ाने के लिए गैस प्रवाह का उपयोग करता है।
• पैक-बेड बायोरिएक्टर:बायोप्रोसेसिंग के लिए स्थिर कोशिकाओं या एंजाइमों को रखें।
• फोटो-बायोरिएक्टर:शैवाल जैसे प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया का समर्थन करने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है।
• वेव बायोरिएक्टर:पशु सेल संस्कृति के लिए उपयोग किया जाने वाला एक डिस्पोजेबल बायोरिएक्टर सिस्टम।

औद्योगिक अनुप्रयोगकिण्वन और बायोरिएक्टर की

किण्वन के आवेदन

• ब्रुअरीज और डिस्टिलरी में निर्माताओं को बीयर वाइन और आत्माओं के उत्पादन को अंतिम रूप देने के लिए खमीर किण्वन की आवश्यकता होती है।
• पेनिसिलिन के साथ स्ट्रेप्टोमाइसिन सूक्ष्मजीव किण्वन विधियों का उपयोग करके एक बड़े पैमाने पर उत्पन्न होता है।
• कार्बनिक एसिड उत्पादन: भोजन, फार्मास्यूटिकल्स और सौंदर्य प्रसाधनों के लिए लैक्टिक एसिड, साइट्रिक एसिड और एसिटिक एसिड के उत्पादन का समर्थन करता है।
• उत्पादन प्रक्रिया में विटामिन बी 12 और राइबोफ्लेविन शामिल हैं जो एमाइलेज और प्रोटीज के साथ मिलकर पूरक और औद्योगिक सामग्री के रूप में काम करते हैं।
• लैक्टोज का बैक्टीरियल किण्वन पनीर और केफिर के साथ -साथ प्रोबायोटिक्स के साथ दही के उत्पादन की अनुमति देता है।
• अपशिष्ट जल के उपचार में प्रदूषकों की सूक्ष्मजीवों की गिरावट शामिल है, जो निपटान या पुनर्मिलन के लिए उपयुक्त जल प्रदूषकों को कम करने के लिए हैं।

बायोरिएक्टर के अनुप्रयोग

• बायोफार्मास्यूटिकल उत्पादन इस प्रणाली का उपयोग टीकों के साथ मोनोक्लोनल एंटीबॉडी और चिकित्सीय प्रोटीन दोनों के स्केल-अप निर्माण करने के लिए करता है।
• लाइव कोशिकाओं की वृद्धि ऊतक इंजीनियरिंग प्रगति के कारण नियंत्रित वातावरण के अंदर होती है जो इन सामग्रियों का उपयोग करती हैं।
• प्रक्रिया के माध्यम से इंसुलिन और वृद्धि हार्मोन निर्माता इन दवा उत्पादों और जैव प्रौद्योगिकी एंजाइमों की महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन कर सकते हैं।
• प्रक्रिया के माध्यम से इंसुलिन और वृद्धि हार्मोन निर्माता इन दवा उत्पादों और जैव प्रौद्योगिकी एंजाइमों की महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन कर सकते हैं।
• अपशिष्ट जल और बायोरेमेडिएटिंग क्षेत्रों का इलाज करते हुए पर्यावरण बायोप्रोसेस दृष्टिकोण प्रदूषकों को विषाक्त पदार्थों के साथ मिल जाता है।
• बायोटेक उपकरण औद्योगिक अनुसंधान सेटिंग्स को आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया, खमीर और संयंत्र सेल संस्कृतियों के स्थायी विकास को बनाए रखने की अनुमति देता है।

अंतिम विचार

किण्वन और बायोरिएक्टर के अनुप्रयोग और परिचालन विशेषताएं जैव प्रौद्योगिकी क्षेत्र के लिए उनके महत्व के बावजूद प्रमुख अंतर प्रदर्शित करती हैं। एक किण्वक माइक्रोबियल किण्वन में माहिर है, लेकिन बायोरिएक्टर सेल संस्कृति संचालन से लेकर एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं तक कई जैविक गतिविधियों के लिए समर्थन प्रदान करते हैं।

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संदर्भ और संसाधन

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