Metodos De Fermetacion A Gran Escala

MÉTODOS DE FERMENTACIÓN A GRAN ESCALA

Es preciso conjugar los aspectos microbiológicos del sistema de producción con los puramente técnicos.

A tener en cuenta:
Aspectos microbianos | Aspectos técnicos |
Coeficientes de rendimiento de producción | Eficiencia de la conversión del sustrato en producto (búsqueda de las condiciones óptimas) |
Velocidad de crecimiento del microorganismo(en muchas ocasiones, predominante sobre el rendimiento) | Productividad lo más elevada posible |
Tasa de producción | Obtención del producto en la mayor concentración posible, lo que facilita la recuperación y purificación |
| Transferencia de materia y calor, de gran importancia, ya que diferencias mínimas pueden alterar gravemente la producción. |

Modos de operación del biorreactor 1. Discontinuo. Es el más utilizado por su sencillez. Se trata de sistemas cerrados en los que no se varían externamente las condiciones iniciales (lo que supone que la composición del medio va variando continuamente en el tiempo conforme se desarrolla el cultivo), con la excepción de:

a) Adición de antiespumantes, debido a que la espuma puede generar diferencias de temperatura yconcentraciones dentro del tanque.
b) Adición de oxígeno.
c) Adición de buffers, para evitar las variaciones de pH originadas por la actividad microbiana, que pueden alterar el desarrollo microbiano y la producción.
 
2. Semi-continuo. El sustrato se aporta de forma secuencial (no todo el sustrato es añadido al principio). Se debe a que, en ciertos procesos, la concentración de nutrientesejerce efectos inhibitorios sobre el proceso o el crecimiento del microorganismo; lo que se evita haciendo una porte secuencial de los nutrientes.
 
3. Continuo. Se retiran productos y sustrato agotado al mismo tiempo que se aporta la misma cantidad de sustrato fresco. Para ello, cuentan con diversos sistemas que permiten conocer cuándo se obtiene el nivel de producción adecuado, para poderempezar a retirar caldo fermentativo e introducir sustrato fresco. Las células que quedan actúan como inóculos. Aunque teóricamente es el régimen de trabajo ideal, presentan numerosos inconvenientes técnicos. Esto sin convenientes son, entre otros, que sólo podemos conocer el nivel de crecimiento del microorganismo, y ciertos productos sólo se sintetizan en la fase estacionaria, por lo que nosabemos cuándo se habrá alcanzado el nivel de producción deseado. Además, las condiciones óptimas para el crecimiento y para la producción serán diferentes, lo que complica aún más el proceso.
 

Biorreactores 

Están fabricados en materiales capaces de mantener las condiciones óptimas de presión, temperatura, etc., que en la mayoría de los casos es acero inoxidable. Los criterios básicos de diseñode un biorreactor son:-
 
Características bioquímicas del cultivo a realizar.-
 
Características hidrodinámicas del reactor: es necesario minimizar los fenómenos de transporte en el reactor, para evitar gradientes de nutrientes, temperatura,...-
 
Cinética de crecimiento y producción del microorganismo.-
 
Asegurar la estabilidad genética del microorganismo, impidiendo que se estimulenmutaciones.-
 
Esterilización lo más barata posible, hasta el punto de que, a pesar de su importancia, y según el proceso, se llega a obviar.-
 
Control de las condiciones ambientales.-
 
Diseño y modo de operación.-
 
Potencial para el escalado creciente de producción.-
 
Inclusión de sistemas de oxigenación adecuados a las exigencias del microorganismo.
Sistemas de muestreo paradeterminar las condiciones internas del biorreactor.-
 
Adopción de refrigeradores, para mantener constantes las condiciones de temperatura (la actividad microbiana genera una gran cantidad de calor, que puede afectar negativamente a la producción).-
 
Materiales no tóxicos (ni para el microorganismo ni para el consumo).-
 
Capacidad para soportar altas presiones.-
 
Resistencia a la corrosión....