Fermentation process: The fermentat

Fermentation process: The fermentation process requires a pure culture of the chosen organism that is in the correct physiological state, sterilization of the growth medium which is used for the organism, a production fermenter which is the equipment used for drawing the culture medium in the steady state, cell separation, collection of cell free supernatant, product purification and effluent treatment. A fermenter is the instrument, which is set up to carry out the process of fermentation mainly the mass culture of plant or animal cells. Fermenters can vary in size from laboratory experimental models of one or two litres capacity, to industrial models of several hundred litres capacity. A bioreactor is different from a fermenter as it used for the mass culture of microorganisms. The chemical compounds synthesised by these cultured cells such as therapeutic agents can be extracted easily from the cell biomass. The design engineering and operational parameters of both fermenters and bioreactors are identical. Fermenters and bioreactors are also equipped with an aerator, which supplies oxygen to aerobic processes also a stirrer is used to keep the concentration of the medium the same. A thermostat is used to regulate temperature and a pH detector and some other control devices, which keep all the different parameters needed for growth constant (Ferrianti and Fiechter, 1983; Sinclair and Cantero, 1990). For the producing and harvesting of microbial proteins cost is a major problem. Such a production even in high rate causes dilute solutions usually less than 5% solids. There are many methods available for concentrating the solutions like filtration, precipitation, centrifugation and the use of semi-permeable membranes. The equipment used for these methods of de-watering is expensive and so would not be suitable for small scale productions and operations. The removal of the amount of water that is necessary to make the material stable for mass storage is not economically viable. Single cell proteins need to be dried to 10% moisture or they can be condensed and denatured to prevent spoilage (Sinclair and Cantero, 1990). The physiological features of microbial organisms recommend the control of the carbon source concentrations, as a limiting substrate, as well as an adequate supply of oxygen for the maintenance of balanced growth under an oxidative metabolic pattern. However, since microbial growth is a time dependent process, it exerts continuous modifications on all process parameters which influence physiology, but most dramatically, over substrate concentration. Therefore, an adequate technology which maintains appropriate growth conditions for a prolonged period of time must be implemented specifically for the purpose of obtaining high yield and productivity values. Batch fermentations are clearly inadequate for the purpose of biomass production, since the conditions in the reaction medium change with time (Oura, 1983). Fed-batch fermentations are better suited for the purpose of biomass production, since they involve the control of the carbon source supply through feeding rates. However, as the biomass concentration increases, the oxygen demand of the culture reaches a level which cannot be met in engineering or economic terms. Fed-batch culture is still in use for bakers yeast production using well established and proven models (Steinkraus, 1986). However, they have not been favored for the production of SCP at a large industrial scale. Prolonging a microbial culture by continuous addition of fresh medium with the simultaneous harvesting of product has been implemented successfully in industrial fermentations destined to biomass production. The most commonly used principle has been the chemostat: a perfectly mixed suspension of biomass into which medium is fed at a constant rate and the culture is harvested at the same rate so that the culture volume remains constant. The technical implications of chemostat culture are various and extremely relevant (Cooney, 1986). Production periods as long as six weeks have been implemented in many fungal and yeast (Forage and Righelato, 1979). A common problem of industrial fermentations is the profuse appearance of foam on the head space of the reactor, causing reactor pressurization, spillages and contamination hazard. Among the various designs which have been put to effect, the deep-jet fermenter and the air-lift fermenter have been the most successfully applied (Stanbury et al., 2000). Air-lift has enjoyed the greatest success as the configuration of choice for continuous SCP production. This is presently used in the production of myco-protein which is the basis for Quorn™ products. The control of key process variables is a critical element of SCP production, from oxygen transfer, substrate and product concentration, to the appearance of minimal amounts of toxic compounds through undesired metabolic processes, which may compromise the quality of the final product. T

Kết quả (Việt) 1:

Quá trình lên men: quá trình lên men này đòi hỏi một nền văn hóa tinh khiết của các sinh vật được lựa chọn là ở trạng thái sinh lý chính xác, khử trùng của các phương tiện phát triển được sử dụng cho các sinh vật, một fermenter sản xuất là thiết bị được sử dụng để vẽ các phương tiện văn hóa trong trạng thái ổn định, phân chia tế bào, bộ sưu tập của các tế bào supernatant, sản phẩm làm sạch và nước thải điều trị miễn phí. Một fermenter là thiết bị được thiết lập để thực hiện quá trình lên men chủ yếu là các nền văn hóa đại chúng của thực vật hoặc động vật tế bào. Men có thể khác nhau về kích thước từ phòng thí nghiệm thử nghiệm mô hình của một hoặc hai lít công suất, mô hình công nghiệp của một vài trăm lít công suất. Một bioreactor là khác nhau từ một fermenter như nó được sử dụng cho nền văn hóa đại chúng của vi sinh vật. Các hợp chất hóa học tổng hợp các tế bào văn hóa như điều trị các đại lý có thể được trích xuất dễ dàng từ sinh khối tế bào. Thông số kỹ thuật và vận hành các thiết kế của men và bioreactors là giống hệt nhau. Men và bioreactors cũng được trang bị với một aerator, nguồn cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí cũng một stirrer được sử dụng để giữ cho nồng độ của các phương tiện như vậy. Một nhiệt được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ và một máy dò pH và một số điều khiển các thiết bị khác, mà giữ tất cả các thông số khác nhau cần thiết cho sự tăng trưởng liên tục (Ferrianti và Fiechter, 1983; Sinclair và Cantero, năm 1990). Cho thu hoạch của vi khuẩn protein và sản xuất các chi phí là một vấn đề lớn. Một sản xuất ngay cả ở tốc độ cao làm loãng các giải pháp thông thường ít hơn 5% chất rắn. Có rất nhiều phương pháp có sẵn để tập trung các giải pháp như lọc, mưa, số và sử dụng màng bán thấm. Các thiết bị sử dụng cho những phương pháp này của de-tưới nước là đắt tiền và vì vậy sẽ không được phù hợp với quy mô nhỏ sản xuất và các hoạt động. Loại bỏ lượng nước đó là cần thiết để thực hiện ổn định tài liệu cho lưu trữ khối lượng không phải là kinh tế khả thi. Tế bào đơn lẻ protein cần phải được sấy khô với độ ẩm 10% hoặc họ có thể ngưng tụ và denatured để ngăn ngừa hư hỏng (Sinclair và Cantero, năm 1990). Các tính năng sinh lý của các vi sinh vật đề nghị kiểm soát các-bon nồng độ nguồn, một bề mặt hạn chế, cũng như một nguồn cung cấp đủ ôxy cho việc duy trì tốc độ tăng trưởng cân bằng theo một mô hình trao đổi chất oxy hóa. Tuy nhiên, kể từ khi vi khuẩn phát triển là một quá trình phụ thuộc vào thời gian, nó tạo nên thay đổi liên tục trên tất cả các thông số quá trình có ảnh hưởng đến sinh lý học, nhưng đáng kể nhất, hơn nồng độ chất nền. Vì vậy, một công nghệ phù hợp mà vẫn duy trì tốc độ tăng trưởng phù hợp điều kiện cho một thời gian dài của thời gian phải được thực hiện cụ thể cho mục đích của việc có được năng suất cao và giá trị sản xuất. Lô fermentations là rõ ràng không đủ cho mục đích sản xuất nhiên liệu sinh học, kể từ khi các điều kiện phản ứng vừa thay đổi theo thời gian (Oura, 1983). Fed-lô fermentations được tốt hơn phù hợp với mục đích sản xuất nhiên liệu sinh học, vì chúng liên quan đến điều khiển cung cấp nguồn cacbon thông qua tỷ giá cho ăn. Tuy nhiên, khi nồng độ sinh khối tăng lên, nhu cầu ôxy của các nền văn hóa đạt một mức độ mà không được đáp ứng về kỹ thuật hoặc kinh tế. Văn hóa lô Fed vẫn còn sử dụng cho bánh men sản xuất bằng cách sử dụng cũng được thành lập và đã được chứng minh mô hình (Steinkraus, 1986). Tuy nhiên, họ đã không được ủng hộ cho việc sản xuất của SCP ở quy mô công nghiệp lớn. Kéo dài một nền văn hóa vi khuẩn bằng cách liên tục thêm tươi vừa với thu hoạch đồng thời của sản phẩm đã được triển khai thành công trong công nghiệp fermentations mệnh để sản xuất nhiên liệu sinh học. Các nguyên tắc được sử dụng phổ biến nhất đã là chemostat: một treo hoàn toàn hỗn hợp của nhiên liệu sinh học vào mà vừa được cho ăn tại một tỷ lệ hằng và các nền văn hóa được thu hoạch tại cùng một tỷ lệ do đó khối lượng văn hóa vẫn không đổi. Những tác động kỹ thuật của nền văn hóa chemostat là khác nhau và rất có liên quan (Cooney, 1986). Sản xuất thời kỳ miễn là sáu tuần đã được thực hiện trong nhiều nấm và nấm men (thức ăn gia súc và Righelato, 1979). Một vấn đề phổ biến của fermentations công nghiệp là sự xuất hiện nhiều bọt trên không gian đầu lò phản ứng, gây ra các lò phản ứng điều áp, spillages và ô nhiễm nguy hiểm. Trong số các mẫu thiết kế khác nhau mà đã được đặt để có hiệu lực, fermenter máy bay phản lực sâu và nâng máy fermenter đã là các ứng dụng thành công nhất (Stanbury et al., 2000). Máy nâng đã rất thích thành công lớn nhất là cấu hình của sự lựa chọn cho sản xuất SCP liên tục. Điều này hiện nay được sử dụng trong sản xuất myco-protein là cơ sở cho các sản phẩm Quorn™. Sự kiểm soát của chính quá trình biến là một yếu tố quan trọng của sản xuất SCP, từ nồng độ oxy chuyển, bề mặt và các sản phẩm, với sự xuất hiện của một khối lượng tối thiểu của các hợp chất độc hại thông qua quá trình trao đổi chất không mong muốn, mà có thể thỏa hiệp chất lượng của sản phẩm cuối cùng. T

Kết quả (Việt) 2:

quá trình lên men: Quá trình lên men đòi hỏi một nền văn hóa thuần túy của các sinh vật được lựa chọn đó là trong trạng thái sinh lý đúng, khử trùng môi trường tăng trưởng được sử dụng cho các sinh vật, một lên men sản xuất mà là thiết bị được sử dụng để vẽ các môi trường nuôi cấy trong ổn định nhà nước, tách tế bào, bộ sưu tập của các tế bào miễn phí nổi trên mặt, làm sạch sản phẩm và xử lý nước thải. Một lên men là công cụ, được thành lập để thực hiện quá trình lên men chủ yếu là văn hóa đại chúng của tế bào thực vật và động vật. Men có thể khác nhau về kích thước từ các mô hình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm khả năng một hoặc hai lít, với các mô hình công nghiệp của hàng trăm lít công suất. Một lò phản ứng sinh là khác nhau từ một lên men như nó được sử dụng cho các nền văn hóa đại chúng của vi sinh vật. Các hợp chất hóa học tổng hợp bởi các tế bào này được nuôi cấy như các đại lý trị liệu có thể được trích xuất dễ dàng từ sinh khối tế bào. Các thông số kỹ thuật thiết kế và hoạt động của cả hai chất gây men và phản ứng sinh học giống hệt nhau. Men và phản ứng sinh học cũng được trang bị một thiết bị thông khí, cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí cũng là một máy khuấy được sử dụng để giữ cho nồng độ của môi trường giống nhau. Một nhiệt được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ và một máy dò pH và một số thiết bị kiểm soát khác, mà giữ tất cả các thông số khác nhau cần thiết cho liên tục tăng trưởng (Ferrianti và Fiechter, 1983; Sinclair và Cantero, 1990). Đối với việc sản xuất và thu hoạch của các protein của vi sinh vật có giá là một vấn đề lớn. sản xuất như vậy ngay cả trong những nguyên nhân tỷ lệ cao loãng giải pháp thường ít hơn 5% chất rắn. Có rất nhiều phương pháp có sẵn để tập trung vào các giải pháp như lọc, lượng mưa, ly tâm và sử dụng màng bán thấm. Các thiết bị sử dụng cho các phương pháp khử tưới nước là tốn kém và như vậy sẽ không phù hợp cho sản xuất quy mô nhỏ và hoạt động. Việc loại bỏ lượng nước đó là cần thiết để làm cho ổn định nguyên liệu cho lưu trữ khối lượng là không khả thi về mặt kinh tế. protein đơn bào cần phải được sấy khô với độ ẩm 10% hoặc chúng có thể được ngưng tụ và biến tính để ngăn chặn sự hư hỏng (Sinclair và Cantero, 1990). Các đặc điểm sinh lý của sinh vật vi khuẩn đề nghị kiểm soát nồng độ nguồn carbon, như một chất hạn chế, cũng như cung cấp đủ oxy cho việc duy trì tăng trưởng cân bằng theo một mô hình trao đổi chất oxy hóa. Tuy nhiên, vì sự phát triển của vi sinh vật là một quá trình phụ thuộc thời gian, nó tác động thay đổi liên tục trên tất cả các thông số quá trình có ảnh hưởng đến sinh lý, nhưng đáng kể nhất, hơn nồng độ cơ chất. Do đó, một công nghệ thích hợp trong đó duy trì điều kiện tăng trưởng thích hợp cho một thời gian dài phải được thực hiện đặc biệt cho mục đích đạt được năng suất và sản giá trị cao. lên men hàng loạt rõ ràng là không đủ cho các mục đích sản xuất sinh khối, vì các điều kiện trong việc thay đổi môi trường phản ứng với thời gian (Oura, 1983). lên men Fed-lô là phù hợp hơn cho các mục đích sản xuất sinh khối, vì chúng liên quan đến việc kiểm soát việc cung cấp nguồn carbon thông qua tỷ lệ cho ăn. Tuy nhiên, như sinh khối tập trung tăng lên, nhu cầu oxy của các nền văn hóa đạt đến một mức mà không thể được đáp ứng trong kỹ thuật hoặc kinh tế. văn hóa Fed-lô vẫn được sử dụng cho sản xuất bánh men sử dụng mô hình cũng được thành lập và đã được chứng minh (Steinkraus, 1986). Tuy nhiên, họ đã không được ưa chuộng để sản xuất SCP ở quy mô công nghiệp lớn. Kéo dài một nền văn hóa của vi khuẩn bằng cách bổ sung liên tục của môi trường mới với việc khai thác đồng thời của sản phẩm đã được thực hiện thành công trong quá trình lên men công nghiệp mệnh để sinh khối sản xuất. Nguyên tắc sử dụng phổ biến nhất là sản chemostat: một hệ thống treo hoàn toàn hỗn hợp sinh khối thành mà vừa được cho ăn với một tốc độ không đổi và văn hóa được thu hoạch ở mức tương tự do đó khối lượng văn hóa vẫn không đổi. Các tác động kỹ thuật của nền văn hóa chemostat rất đa dạng và cực kỳ có liên quan (Cooney, 1986). giai đoạn sản xuất chừng sáu tuần lễ đã được thực hiện ở nhiều nấm và nấm men (thức ăn gia súc và Righelato, 1979). Một vấn đề phổ biến của quá trình lên men công nghiệp là sự xuất hiện dồi dào của chất phân tán trong không gian đầu của lò phản ứng, gây ra phản ứng điều áp, tràn dầu và ô nhiễm nguy hiểm. Trong số các thiết kế khác nhau đã được đưa vào hiệu lực, lên men sâu máy bay phản lực và lên men khí-lift đã được áp dụng thành công nhất (Stanbury et al., 2000). Air-lift đã được hưởng những thành công lớn nhất là cấu hình và lựa chọn sản xuất SCP liên tục. Điều này hiện nay được sử dụng trong việc sản xuất các myco-protein là cơ sở cho các sản phẩm Quorn ™. Việc kiểm soát các biến quá trình chính là một yếu tố quan trọng của sản xuất SCP từ chuyển oxy, chất nền và tập trung sản phẩm, với sự xuất hiện của một lượng tối thiểu của các hợp chất độc hại thông qua các quá trình trao đổi chất không mong muốn, có thể làm tổn hại đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. T