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分割発酵と連続発酵の大きな違いは、分割発酵は分割して発酵させるのに対し、連続発酵は発酵を途中で止めずに長く続け、一定時間ごとに栄養分を含んだ新鮮な培地を供給し、製品を収穫する分割発酵であることです。
発酵とは、細菌、酵母、菌類などの微生物が、嫌気条件下で化学物質を分解することである。つまり、発酵とは、微生物の代謝過程で酸素や電子輸送鎖が不足し、有機分子が酸やガス、アルコールに変化することである。この微生物の能力を工業的規模で利用した製品**を工業的発酵といいます。工業的な発酵プロセスには、収益性の高い有用な製品を得るために、分割卸売発酵と連続発酵の2種類があります。
1. 概要と主な違い 2. 分割発酵とは 3. 連続発酵とは 4. 分割発酵と連続発酵の類似点 5. 横並びの比較 - 分割発酵と連続発酵の表形式 6. まとめ
スプリットバッチ発酵とは、各バッチの終了時に生産を停止し、製品をまとめて収穫する工業的な発酵のことである。スプリットバッチ発酵では、栄養分と微生物を加え、全工程を最初に実行する。クローズドシステムであり、比較的大きな発酵槽を使用します。微生物は、ラグ期、対数期、定常期を経て増殖する。発酵が完了すると、工程は停止し、製品が収穫される。次のバッチの前に、発酵槽の洗浄を行い、2回目のバッチの再開を行います。
図01: 発酵産業
分割卸し発酵は、栄養分を一度添加するため回転率が低く、環境条件も自然条件に似ていない。しかし、分割発酵は抗生物質などの二次代謝産物の生産に適しているため、産業界で広く利用されています。
連続発酵も工業的な発酵プロセスの一種で、発酵の始めに栄養分を添加し、工程と収穫の間に一定の間隔をおいて、発酵時間を長くしていく。連続発酵は、微生物の一次代謝産物の生産に適した小型の発酵槽で行われます。発酵槽の中では、微生物が条件や栄養分を与えたり変えたりすることで、指数関数的な成長を維持します。
バッチ発酵と連続発酵 | |
スプリットバッチ発酵は、バッチごとに生産を停止し、製品を一括して収穫する工業的発酵である。 | 連続発酵も工業的な発酵プロセスの一種で、発酵の始めに栄養分を添加し、工程と収穫の間に一定の間隔をおいて、発酵時間を長くしていく。 |
ニューメディア | |
バッチ発酵では、まず新鮮な培地が加えられる。 | 連続発酵中は、一定時間ごとに新しい培地が加えられる。 |
製品の収穫 | |
分割発酵では、発酵が完了すると、製品を収穫することができます。 | 連続発酵中は、一定時間ごとに数回、生成物やバイオマスを採取する。 |
プロセス終了 | |
副原料発酵では、バッチができた時点で工程を終了させる。 | 連続発酵では、何度か収穫を終えるまで長い時間をかけて発酵させます。 |
発酵ユニット | |
一度卸し発酵を始めたら、外から変化することはない。 | 連続発酵ユニットは、発酵の途中で交換することができます。 |
発酵槽の生育状況 | |
分割卸し発酵では、条件は一定ではありません。 | 連続発酵の場合、条件は一定です。 |
回転率 | |
サブ卸売業の発酵の回転率が低い。 | 連続発酵で高いターンオーバー率 |
発酵槽の栄養剤の利用 | |
分別発酵では、微生物はゆっくりとした速度で栄養素を利用します。 | 連続発酵の間、栄養素は微生物によって急速に利用されます。 |
微生物の増殖 | |
分画の過程で、微生物の増殖は、遅行相、対数相、定常相となることが示されています。 | 連続発酵では、微生物は常に指数関数的に増殖する。 |
システムタイプ | |
連続発酵はオープンシステムです。 | 卸売流通発酵は閉鎖系である。 |
発酵槽洗浄 | |
発酵収穫物を分割した後の発酵槽の洗浄。 | 連続添加や収穫が完了するため、発酵タンクの洗浄が不要になります。 |
発酵タンクサイズ | |
発酵は、より大規模な発酵槽で行われます。 | 連続発酵用の小型発酵槽。 |
発酵槽の環境条件 | |
副原料発酵では、環境条件を自然環境に近づけすぎないようにしています。 | 連続発酵では、より自然環境に近い状態で発酵させることができます。 |
適用範囲 | |
ホールセール発酵は、二次代謝産物の生産に適している。 | 一次代謝産物の生産には、連続発酵が適しています。 |
汚染の可能性 | |
販売店の発酵過程で汚染される可能性が少ない。 | 連続発酵中のコンタミネーションの可能性が高い。 |
イニシャルコスト | |
卸売り発酵ユニットの初期費用が安い。 | 連続発酵装置は初期コストが高い。 |
微生物から有用な製品を生産する工業的な発酵法として、スプリットバッチ発酵と連続発酵がある。バッチ発酵は、一度にまとめて行う。定期的な補充と収穫を繰り返しながら、連続的に発酵させる。これがバッチ式発酵と連続式発酵の違いです。
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