Põhiline erinevus üles- ja allavoolu biotöötlemise vahel seisneb selles, et ülesvoolu biotöötlus hõlmab mikroorganismide sõelumist ja tuvastamist, söötme ettevalmistamist, mikroobide paljundamist bioreaktoris ja inkubeerimist, samas kui allavoolu biotöötlus hõlmab saadud toote ekstraheerimist, puhastamist ja pakkimist. käärimisest.
Bioprotsessides kasutatakse elusorganisme, eriti mikroorganisme, nagu baktereid ja seeni, et toota väärtuslikke biotooteid, mis on tööstuslikult või meditsiiniliselt olulised. Selliste biotoodete hulka kuuluvad antibiootikumid, vitamiinid, hormoonid, ensüümid ja orgaanilised happed. Enamikku bioprotsesse kasutatakse bioreaktoris. Käärimine on tavaliselt kasutatav termin, mis viitab bioreaktoris toimuvale bioprotsessile. Kääritamise võib jagada kaheks peamiseks protsessiks/etapiks, milleks on üles- ja järeltöötlus. Kogu protsess kuni toote bioreaktorist ekstraheerimiseni kuulub ülesvoolu protsessi alla, samas kui sellised etapid nagu ekstraheerimine, puhastamine, kvaliteedikontroll ja pakendamine jne, mis tehakse pärast kääritamisprotsessi, kuuluvad allavoolu protsessi.
Mis on ülesvoolu biotöötlus?
Eelmine protsess on üks bioprotsessi kahest põhiosast. See sisaldab fermentatsiooniprotsessi esimesi etappe. Mikroorganismide ettevalmistamine on ülesvoolu biotöötluse esimene samm. Soovitud mikroobid tuleks eraldada ja bioprotsessi jaoks valida. Seejärel tuleks neid kasvatada sobivas kasvukeskkonnas. Keskmine ettevalmistus on teine samm. Mikroorganismide kasvuks ja paljunemiseks bioreaktoris luuakse optimaalsed tingimused koos toitainetega.
Joonis 01: Biotöötlus
Söötme ettevalmistamine ja kasvutingimuste optimeerimine on ülesvoolu biotöötluse kaks etappi. Inokuleerimine ja bioreaktorite käitamine kuni kääritamisprotsessi lõpuni on ülesvoolu biotöötluse järgmised etapid.
Mis on alljärgnev biotöötlus?
Allavoolu biotöötlus viitab bioprotsessi mitmele viimasele etapile, mis hõlmavad toote kogumist. Edasine protsess algab siis, kui tootearendus on lõppenud. Etapid hõlmavad bioprotsessi lõpp-biotoote ekstraheerimist, puhastamist ja pakkimist. Järelvoolu biotöötlust tuntakse ka kui toote taaskasutamist. Aminohapped, antibiootikumid, orgaanilised happed, vitamiinid ja vaktsiinid on mõned bioprotsessi käigus tekkivad bioproduktid. Biotoote soovitud kvaliteet saavutatakse allavoolu protsessi käigus. Lenduvaid saadusi saab puhastada destilleerimisprotsessi abil. Lisaks saab biomassi eraldada tsentrifuugimise teel. Seetõttu kuuluvad eraldamise, ekstraheerimise, puhastamise ja poleerimisega seotud etapid allavoolu biotöötlusse.
Millised on ülesvoolu ja allavoolu biotöötluse sarnasused?
- Ees- ja allavoolu biotöötlus on bioprotsessi kaks peamist osa.
- Elusorganismid, eriti mikroorganismid, osalevad mõlemas protsessis.
- Tööstuslikult ja meditsiiniliselt olulised biotooted läbivad need protsessid.
- Mõlemad protsessid on biotoodete valmistamisel võrdselt olulised.
- Saastet tuleks vältida mõlema protsessi ajal.
Mis vahe on ülesvoolu ja allavoolu biotöötlusel?
Tootearendus toimub ülesvoolu biotöötlemise ajal, toote kogumine aga allavoolu biotöötluse käigus. Seega on see peamine erinevus üles- ja allavoolu biotöötluse vahel. Veelgi enam, mikroorganismide eraldamine ja valimine, inokulaadi väljatöötamine, söötme ettevalmistamine, inokuleerimine ja inkubeerimine on ülesvoolu biotöötluse peamised etapid. Seevastu ekstraheerimine, puhastamine, kvaliteedikontroll ja toote pakendamine on alljärgneva biotöötluse peamised etapid.
Järgmises tabelis on kõrvuti võrdlemiseks toodud erinevused üles- ja allavoolu biotöötluse vahel.
Kokkuvõte – ülesvoolu vs allavoolu biotöötlus
Bioprotsessil ehk kääritamisel on kaks peamist etappi: ülesvoolu biotöötlus ja allavoolu biotöötlus. Ülesvoolu biotöötluses mikroobid sõelutakse, kultiveeritakse ja kasvatatakse bioreaktoris, pakkudes vajalikke toitaineid ja kasvutingimusi. Allavoolu biotöötlus algab inokuleerimisperioodi lõpus, kui käärimine on lõppenud. Järgnevas biotöötlemises toimub toote ekstraheerimine, puhastamine ja nõuetekohane pakkimine. Seega võtab see kokku erinevuse üles- ja allavoolu biotöötluse vahel.
