practica biorreactores


INTRODUCCIÓN

El biorreactor puede considerarse como el corazón de todo proceso biotecnológico, ya que en él se lleva a cabo la transformación de la materia prima al producto de interés y su operación deberá garantizar la maximización en la conversión, por lo que su funcionamiento es de vital importancia en la rentabilidad del bioproceso, sobre todo en aquellos catálogos como de “altosvolúmenes de producción y de bajo valor agregado”.

Entre las características que debe reunir un biorreactor se encuentran las siguientes:

1. Calidad del mezclado; incluyendo tiempo de mezcla y patrones de flujo que favorecen tanto la distribución de la materia prima en el biorreactor como su conversión a producto.
2. Altas velocidades de transferencia de masa, momento y calor, a bajo costoo con economía aceptable.
3. Factibilidad técnica y económica en la construcción de unidades de gran volumen.
4. Bajos costos de operación y mantenimiento.
5. Operación aséptica.

Los biorreactores pueden clasificarse de la siguiente forma:
MARCO TEÓRICO

Biorreactores
Los biorreactores son los equipos donde se realiza el proceso de cultivo (tambien comúnmente denominado “fermentador”),sea en estado sólidos o líquido. Su diseño debe ser tal que asegure homogenidad ente los componentes del sistema y condiciones óptimas para el crecimiento microbiano y la obtencion del producto deseado.

Los biorreactores más utizados a nivel industrial están provistos de mecanismos de agitación, dispersión y aireación así como de sistemas para el control de la temperatura, pH.

Elbiorreactor, es sin duda, uno de los equipos fundamentales de la microbiología industrial. Es el recipiente donde se realiza el cultivo, y su diseño debe ser tal que asegure un ambiente uniforme y adecuado para los microorganismos.

Las "tareas" que realiza el biorreactor pueden resumirse del siguiente modo:

Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo a fin deprevenir la sedimentación o la flotación.
Mantener constante y homogénea la temperatura.
Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.
Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo
El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con el microorganismo deseado.

Para satisfacerlos cuatro primeros puntos es necesario que el biorreactor esté provisto de un sistema de agitación, a demás para el punto d) se requiere de un sistema que inyecte aire en el cultivo.

Biorreactor con agitación
Este tipo de biorreactor es muy empleado, en todas las escalas de producción, en laboratorios de investigación o en la industria de fermentaciones, pueden utilizarse incluso parafermentación de reología y en procesos en los que exigen altas velocidades de transferencia de masa y calor. Cuentan con un motor al que se acopla la flecha de transmisión que contiene a su vez los impulsores que agitarán el líquido.

Fig. 1. Componentes de un biorreactor con agitación.

Números adimensionales
El análisis dimensional es un método para verificar ecuaciones y planificar experimentossistemáticos. A partir del análisis dimensional se obtienen una serie de grupos adimensionales, que van a permitir utilizar los resultados experimentales obtenidos en condiciones limitadas.
La importancia del análisis dimensional viene dada por la dificultad del establecimiento de ecuaciones en determinados flujos, además de la dificultad de su resolución, siendo imposible obtener relacionesempíricas.

Es importante considerar que si en un experimento en un modelo (a escala geométrica del prototipo), se pueden obtener las escalas cinemáticas (relaciones de velocidades) y las escalas dinámicas (relaciones de fuerzas), los resultados adimensionales que se obtienen para el modelo son también válidos para el prototipo.

En toda ecuación física, cada término deberá tener las mismas...