تفاوت اصلی بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور در این است که تخمیر حالت جامد شامل کشت میکروارگانیسم‌ها بر روی یک بستر جامد با رطوبت کم است در حالی که تخمیر غوطه‌ور شامل کشت میکروارگانیسم‌ها در یک محیط مایع است که دارای مقدار بیشتری است. بیش از 95 درصد محتوای آب.
میکروارگانیسم ها در انواع مختلف صنایع مفید هستند. باکتری ها و قارچ ها به ویژه کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع دارند. میکروارگانیسم ها باید در مقیاس بزرگ در طول فرآیند تخمیر صنعتی رشد داده شوند تا محصولات لازم حاصل از متابولیسم میکروبی استخراج شود.تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور دو نوع اصلی تخمیر هستند که به تولید آنزیم‌ها به صورت صنعتی کمک می‌کنند. در تخمیر حالت جامد، تخمیر توسط میکروارگانیسم‌هایی که روی یک بستر جامد رشد می‌کنند، اتفاق می‌افتد در حالی که در تخمیر غوطه‌ور، تخمیر توسط میکروارگانیسم‌هایی که در یک محیط مایع رشد می‌کنند، رخ می‌دهد. هر روش مزایا و همچنین معایبی دارد.
تخمیر حالت جامد چیست؟
تخمیر حالت جامد نوعی تخمیر است که در تولید آنزیم استفاده می شود. همانطور که از نام آن پیداست، تخمیر توسط میکروارگانیسم‌های رشد یافته روی سطح جامد یا بستر جامد که رطوبت بسیار کمی دارد، رخ می‌دهد. یک بستر نامحلول تنها مواد مغذی مانند کربن، نیتروژن و غیره را برای رشد میکروب ها فراهم می کند. میکروارگانیسم ها با چسبیدن به بستر جامد رشد می کنند. در تخمیر حالت جامد اغلب از محصولات کامپوزیت و ناهمگن کشاورزی یا محصولات جانبی صنایع کشاورزی مانند پوسته برنج، سبوس گندم، تفاله چغندر قند، آرد گندم و ذرت و غیره استفاده می شود.از این رو، بسترها ارزان‌تر و به آسانی در دسترس هستند.
علاوه بر این، قارچ های رشته ای میکروارگانیسم های ایده آل برای تخمیر حالت جامد هستند. همچنین، باکتری‌ها، مخمرها و سایر قارچ‌ها نیز می‌توانند روی بسترهای جامد رشد کنند و می‌توانند در تخمیر حالت جامد استفاده شوند.
شکل 01: تخمیر حالت جامد
مزایای تخمیر حالت جامد
مشابه سایر فرآیندهای تخمیر، تخمیر حالت جامد نیز مزایای بسیاری دارد که در زیر ذکر شده است.
- رسانه ساده، به راحتی در دسترس و ارزان است
- بسترها در مقایسه با محیط مایع به پیش تصفیه کمتری نیاز دارند
- آلودگی محدود شده است زیرا میزان رطوبت کم است
- هوادهی اجباری اغلب ساده تر است
- فرآیند پایین دستی و دفع زباله ساده شده و به حداقل رسیده
- تجهیزات تخمیر ساده
- بازده حجمی بالا
اگرچه تخمیر حالت جامد مزایای زیادی دارد، اما معایب متعددی نیز دارد که در زیر ذکر شده است.
معایب تخمیر حالت جامد
- سطح رطوبت پایین ممکن است رشد میکروارگانیسم ها را محدود کند
- حذف گرمای متابولیک مشکلی در تخمیرهای حالت جامد در مقیاس بزرگ است
- مشکلات در نظارت بر پارامترهای فرآیند
تخمیر غوطه ور چیست؟
تخمیر غوطه ور یکی دیگر از روش های تخمیر است که ما در تولید آنزیم صنعتی استفاده می کنیم. علاوه بر این، به یک ظرف تخمیر آسپتیک در مقیاس بزرگ نیاز دارد که بتواند یک محیط کنترل شده را فراهم کند که شامل دمای بهینه، pH، درجه هم زدن، غلظت اکسیژن و غیره است.، برای میکروارگانیسم های در حال رشد. تخمیر غوطه ور در یک محیط مایع که در آن میکروارگانیسم ها وجود دارند، رخ می دهد. بنابراین، محتوای آب زیاد است و تمام مواد مغذی در محیط مایع برای رشد میکروارگانیسم ها وجود دارد. مهمتر از همه، مواد مغذی به طور مساوی در سراسر محیط برای میکروارگانیسم ها در تخمیر غوطه ور در دسترس هستند. هم زدن توزیع یکنواخت مواد مغذی و سلول های میکروبی را تسهیل می کند.
شکل 02: تخمیر غوطه ور
مشابه تخمیر حالت جامد، تخمیر غوطه ور نیز دارای مزایا و معایبی است که در زیر ذکر شده است.
مزایا
- سهولت اندازه گیری پارامترهای فرآیند
- توزیع یکنواخت مواد مغذی و میکروارگانیسم ها
- قابلیت کنترل شرایط رشد
- در دسترس بودن محتوای آب بالا برای رشد میکروب ها
معایب
- استفاده از رسانه های گران قیمت و تجهیزات گران قیمت
- فرآیند پیچیده و گران قیمت پایین دست و دشواری در دفع زباله
- مصرف برق بالا
شباهت‌های بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور چیست؟
- تخمیر در حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور دو نوع تخمیر رایج در تولید آنزیم هستند.
- علاوه بر این، میکروارگانیسم ها هر دو فرآیند را انجام می دهند.
تفاوت بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور چیست؟
میکروب ها در تخمیر حالت جامد روی یک سطح جامد رشد می کنند در حالی که میکروب ها در یک محیط مایع در تخمیر غوطه ور رشد می کنند. بنابراین، این تفاوت کلیدی بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور است.
اینفوگرافیک زیر تفاوت بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه‌ور را خلاصه می‌کند.
خلاصه - تخمیر حالت جامد در مقابل تخمیر غوطه ور
تخمیر حالت جامد از یک بستر جامد برای رشد میکروارگانیسم ها استفاده می کند در حالی که تخمیر غوطه ور از یک محیط مایع برای رشد میکروارگانیسم ها استفاده می کند. بنابراین، این تفاوت اصلی بین تخمیر حالت جامد و تخمیر غوطه ور است. تخمیر حالت جامد در سطح رطوبت کم انجام می شود در حالی که تخمیر غوطه ور تحت محتوای آب بالا انجام می شود.
