Forskjellen mellom bioreaktor og fermentor

De hovedforskjell mellom bioreaktor og fermentor er at bioreaktor er fartøyet som muliggjør ulike typer biokjemiske reaksjoner mens fermentoren er karet som fremmer gjæring. Derfor er fermentor en type bioreaktor. Videre benyttes bioreaktorer i produksjon av medisiner, farmasøytiske produkter, antistoffer eller vaksiner mens fermentorer brukes til å produsere melkesyre eller etanol.

Bioreaktor og fermentor er to typer fartøy som tillater forekomst av biokjemiske reaksjoner ved å gi de optimale forholdene for reaksjoner.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er en bioreaktor
     - Definisjon, fakta, typer
2. Hva er en Fermentor
     - Definisjon, fakta, typer
3. Hva er likhetene mellom bioreaktor og fermentor
     - Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom bioreaktor og fermentor
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelord

Biokjemiske Reaksjoner, Bioreaktor, Fermentering, Fermentor, Fartøy

Hva er en bioreaktor

En bioreaktor er et lukket system som brukes til behandling av en biokjemisk reaksjon. Den støtter enten veksten av celler som pattedyr eller insekt i en kultur eller produksjon av en sekundær metabolitt som farmasøytiske produkter, antistoffer eller vaksiner. Fermentor er en type bioreaktor som bruker sopp- eller bakterieceller til gjæring. Således, avhengig av formålet, kan bioreaktorer klassifiseres i to typer;  suspenderte vekstbioreaktorer, som produserer sekundære metabolitter, og biofilm bioreaktorer, hvilke prosesscellekulturer.  

Figur 1: Bioreaktor

De seks bioreaktor-konstruksjonene er kontinuerlig omrørt tankbioreaktorer, boblekolonnebioreaktorer, luftløft-bioreaktorer, fluidiserte sjiktbioreaktorer, biotaktorer med pakket seng og fotoboreaktorer.

Hva er en Fermentor

Fermentor er en type bioreaktor, som bruker sopp eller bakterier til gjæring av etanol eller melkesyre. Derfor opererer en fermentor under anaerobe forhold. Også fermentor er i stand til å gi de optimale vekstbetingelser som temperatur til mikroorganismer.

Figur 2: Fermentor

Basert på typen kulturer (som batch eller kontinuerlig kultur) som brukes i en fermentor, kan den klassifiseres i tre som batch, matet batch eller kontinuerlig. Også kan to typer fermenteringer forekomme i en fermentor: overflatefermentering av mikroorganismer i et fast medium og nedsenket gjæring av mikroorganismer i et flytende medium.

Likheter mellom bioreaktor og fermentor

• Bioreaktor og fermentor er to typer fartøy som letter en bestemt type biokjemisk reaksjon.
• Hovedfunksjonen til dem er å gi agitasjon, beluftning, sterilitet, regulering av faktorer som temperatur, pH, trykk, næringsmating, væskenivå etc. og tillate tilbaketrekking av celler eller medium.
• Disse fartøyene er generelt sylindriske og består av rustfritt stål.
• De opererer i stor skala.
• Begge er lukkede systemer.

Forskjellen mellom bioreaktor og fermentor

Definisjon

Bioreaktor refererer til et apparat hvor en biologisk reaksjon eller prosess utføres, spesielt i industriell skala mens fermentor refererer til beholderen der fermentering finner sted.

Type biokjemisk reaksjon

Bioreaktor tillater hvilken type biokjemiske reaksjoner som skal forekomme mens den type biokjemiske reaksjon som tilrettelegges av fermentoren, er gjæring.

Korrespondanse

En bioreaktor er et fartøy som letter en biokjemisk reaksjon mens fermentor er en type bioreaktor.

Type substrat

Ulike typer substrater kan anvendes i en bioreaktor basert på ønsket reaksjon mens glukose eller glukoseholdige forbindelser anvendes i en fermentor.

Mikroorganismer

Bioreaktorer kan bruke enten mikroorganismer eller biokjemisk aktive stoffer som enzymer eller katalysatorer mens fermentor alltid bruker mikroorganismer for å utføre reaksjonen.

Typer av mikroorganismer

Bioreaktorer kan bruke pattedyr- eller insektscellepopulasjoner mens fermentorer bruker sopp- eller bakteriecellepopulasjoner.

Opprinnelse av mikroorganismer

Mikroorganismer innføres i bioreaktorene mens mikroorganismer i luften anvendes i fermentorene.

Aerobic / Anaerob

Bioreaktorer kan bruke enten aerob eller anaerobe forhold mens fermentorer bruker anaerobe forhold.

Fartøyets høyde

Korte kar kan brukes til pattedyrcellekulturer, noe som forbedrer blanding mens høyere fartøy brukes til bakteriekulturer, noe som forbedrer oksygenmassoverføringen.

Volum

Volumet av bioreaktoren kan være opptil flere liter mens volumet av fermentoren kan være opp til 2 liter.

Agitasjon RPM

En foretrukket omrørings-RPM må opprettholdes i en bioreaktor på grunn av tilstedeværelsen av celler uten cellevegger, mens en betydelig omrørings-RPM kan brukes i en fermentor siden både bakterier og sopp har cellevegger.

Doblingstid

Doblingstiden til en bioreaktor er lang (14, 17 eller 24 timer) mens fordoblingstiden for en fermentor er 20 minutter.

Hensikt

Bioreaktorene kan enten brukes til å produsere en cellemasse eller en bestemt metabolitt mens fermentorer brukes til å produsere en metabolitt.

metabolitter

Bioreaktorer kan produsere sekundære metabolitter mens fermentorer kun kan produsere primære metabolitter.

Typer av metabolitter

Videre benyttes bioreaktorer ved fremstilling av medisiner, farmasøytiske væsker, antistoffer eller vaksiner mens fermentorer brukes til å produsere melkesyre eller etanol.

Virale infeksjoner

Bioreaktorer har en tendens til å være infisert av virus mens fermentorer generelt ikke er infisert av virus.

Typer av design

Bioreaktorer kan være pakket seng, fluidized bed, IVFR eller Airlift bioreactor mens fermentorer kan være batch, matet batch eller kontinuerlig.

Konklusjon

En bioreaktor er en enhet som muliggjør ulike typer biokjemiske reaksjoner mens fermentor er en enhet som letter fermentering. Fermentor er en type bioreaktor. Bioreaktorer kan brukes i produksjon av farmasøytiske produkter, vaksiner eller antistoffer mens fermentorer brukes i produksjon av etanol og melkesyre. Hovedforskjellen mellom bioreaktor og fermentor er hvilken type biokjemisk reaksjon de utfører.  

Henvisning:

1. Garg, Manisha. "Fermentor (Bioreactor): Historie, design og konstruksjon." Biologisk diskusjon, 16. september 2016, tilgjengelig her
2. Rajatsingh. "Fermentor." LinkedIn SlideShare, 6. mai 2017, tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1. "Real life bioreactor" Av KVDP - Egentlig arbeid basert på: Bioreactor principle.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2. "Biofermentor" Av bruker: Utkarshsingh.1992 - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia