Het belangrijkste verschil tussen upstream en downstream bioprocessing is dat upstream bioprocessing screening en identificatie van micro-organismen, mediabereiding, vermenigvuldiging van microben in een bioreactor en incubatie omvat, terwijl downstream bioprocessing extractie, zuivering en verpakking van het resulterende product omvat van de fermentatie.
Bioprocessen gebruiken levende organismen, vooral micro-organismen zoals bacteriën en schimmels, om waardevolle bioproducten te produceren die industrieel of medisch belangrijk zijn. Dergelijke bioproducten omvatten antibiotica, vitamines, hormonen, enzymen en organische zuren. De meeste bioprocessen worden gebruikt in een bioreactor. Fermentatie is de veelgebruikte term om te verwijzen naar een bioproces dat in een bioreactor wordt uitgevoerd. Fermentatie kan worden onderverdeeld in twee hoofdprocessen/fasen als upstream-verwerking en downstream-verwerking. Het hele proces tot aan de extractie van het product uit de bioreactor v alt onder het stroomopwaartse proces, terwijl stappen zoals extractie, zuivering, kwaliteitscontrole en verpakken, enz., die worden uitgevoerd na het fermentatieproces, onder het stroomafwaartse proces vallen.
Wat is Upstream Bioprocessing?
Het stroomopwaartse proces is een van de twee hoofdonderdelen van een bioproces. Het omvat de eerste stappen van een fermentatieproces. De bereiding van micro-organismen is de eerste stap van upstream bioprocessing. De gewenste microben moeten worden geïsoleerd en geselecteerd voor het bioproces. Daarna moeten ze worden gekweekt in een geschikt groeimedium. Medium voorbereiding is de tweede stap. Optimale omstandigheden, samen met de voedingsstoffen, worden geleverd voor de groei en vermenigvuldiging van micro-organismen in een bioreactor.
Figuur 01: Bioprocessing
Mediavoorbereiding en optimalisatie van groeiomstandigheden zijn twee stappen van upstream bioprocessing. Inoculatie en het laten draaien van de bioreactoren tot de voltooiing van het fermentatieproces zijn de volgende stappen in de stroomopwaartse bioprocessing.
Wat is downstream bioprocessing?
Downstream bioprocessing verwijst naar de verschillende laatste stappen van een bioproces waarbij productoogst betrokken is. Het stroomafwaartse proces begint wanneer de productontwikkeling is voltooid. De stappen omvatten extractie, zuivering en verpakking van het uiteindelijke bioproduct van het bioproces. Downstream bioprocessing wordt ook wel productterugwinning genoemd. Aminozuren, antibiotica, organische zuren, vitamines en vaccins zijn enkele van de bioproducten die het resultaat zijn van een bioproces. Tijdens het stroomafwaartse proces wordt de gewenste kwaliteit van het bioproduct bereikt. Vluchtige producten kunnen worden gezuiverd met behulp van een destillatieproces. Bovendien kan biomassascheiding worden gedaan door middel van centrifugatie. Daarom behoren de fasen van scheiding, extractie, zuivering en polijsten tot de stroomafwaartse bioprocessing.
Wat zijn de overeenkomsten tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse bioprocessing?
- Upstream en downstream bioprocessing zijn de twee belangrijkste onderdelen van een bioproces.
- Levende organismen, vooral micro-organismen, zijn bij beide processen betrokken.
- Industrieel en medicinaal belangrijke bioproducten ondergaan deze processen.
- Beide processen zijn even belangrijk bij de productie van bioproducten.
- Contaminaties moeten tijdens beide processen worden voorkomen.
Wat is het verschil tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse bioprocessing?
Productontwikkeling vindt plaats tijdens de upstream bioprocessing, terwijl productoogst plaatsvindt tijdens de downstream bioprocessing. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse bioprocessing. Bovendien zijn isolatie en selectie van de micro-organismen, ontwikkeling van het inoculum, mediavoorbereiding, inoculatie en incubatie de belangrijkste stappen van upstream bioprocessing. Daarentegen zijn extractie, zuivering, kwaliteitscontrole en verpakking van het product de belangrijkste stappen van downstream bioprocessing.
De volgende tabel geeft de verschillen weer tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse bioprocessing voor zij aan zij vergelijking.
Samenvatting – Upstream vs Downstream Bioprocessing
Bioprocess of fermentatie heeft twee hoofdfasen: upstream bioprocessing en downstream bioprocessing. Bij upstream bioprocessing worden microben gescreend, gekweekt en gekweekt in een bioreactor, waardoor de noodzakelijke voedingsstoffen en groeiomstandigheden worden geboden. Downstream bioprocessing begint aan het einde van de inentingsperiode wanneer de fermentatie is voltooid. Bij downstream bioprocessing worden extractie, zuivering en juiste verpakking van het product gedaan. Dit vat dus het verschil samen tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse bioprocessing.
