Bioreactor





Biorreactor
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Biorreactor a escala de laboratorio conteniendo células animales.
Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucraorganismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichosorganismos. Este proceso puede seraeróbico o anaeróbico. Estos biorreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son usualmente fabricados en acero inoxidable.
Un biorreactor puede ser también un dispositivo o sistema empleado para hacer crecer células o tejidos en operaciones de cultivo celular. Estos dispositivos se encuentran en desarrollopara su uso en ingeniería de tejidos.
En términos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH,temperatura, concentración de oxígeno, etcétera) al organismo o sustancia química que se cultiva. En función de los flujos de entrada y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres modos distintos:
1. Lote (batch)
2. Lote alimentado (fed-batch)3. Continuo o quimiostato
Contenido
1 Diseño de biorreactores
1.1 Introducción
1.2 Cultivos y fermentaciones
1.3 Clasificación de los biorreactores
1.3.1 Clasificación operativa
1.3.2 Clasificación biológica
1.3.3 Clasificación biológica-operativa
1.4 Biorreactores y tipos de cultivo
1.4.1 Células y microorganismos anaeróbicos
1.4.2 Células y microorganismos facultativos
1.4.3 Células ymicroorganismos aeróbicos
1.4.4 Cultivos microbianos anaeróbicos - fermentador bacterial (CO2)
1.4.5 Cultivos microbianos facultativos – fermentador bacterial
1.4.6 Cultivos microbianos aeróbicos – fermentador bacterial (O2)
1.4.7 Cultivos celulares aeróbicos y facultativos – fermentador micótico (CO2)
1.4.8 Cultivos Celulares aeróbicos estrictos – Fermentador con aireación (O2)1.4.9 Células vegetales en suspensión – biorreactor de levantamiento por aire (O2) en régimen turbulento (Re≥3000)
1.4.10 Protoplastos vegetales - biorreactor de levantamiento por aire (O2) en régimen laminar (Re≤2300)
1.4.11 Células animales – biorreactor de lecho fluidizado (O2)
1.4.12 Células Inmovilizadas – biorreactor de Fibra Hueca (O2)
1.4.13 Células empaquetadas - biorreactor de Lecho Empacado (O2)1.4.14 Cultivos enzimáticos – Reactores de Lecho Catalítico
1.5 Modo de Operación y Sistemas de Cultivo
1.6 Balances y ecuaciones
1.6.1 Balance general
1.6.2 Balance general biomasa
1.6.3 Balance General por componente
1.6.4 Nomenclatura
1.6.5 Balance General por componente para cada modo de operación
1.6.6 Balances individuales
1.6.7 Nomenclatura
1.6.8 Subíndices
2 Diseño de unQuimioestato: Cultivo continuo
2.1 Modelo Cinético de Monod para el Cultivo Continuo
2.2 Ecuación de Diseño de un Reactor de Mezcla Perfecta
3 Diseño de un Biorreactor Semicontinuo
3.1 Balances y Ecuaciones
3.2 Casos
3.3 Ecuación de Diseño de un biorreactor Semicontinuo Ideal
4 Diseño de un biorreactor discontinuo
4.1 Balances y ecuaciones
4.2 Casos
4.3 Ecuación de Diseño de un BiorreactorDiscontinuo Ideal
5 Diseño de un Biorreactor con Aireación
5.1 Estructura de un Reactor Continuo de Tanque Agitado Con Línea de Aireación
5.2 Estructura de un biorreactor de Levantamiento por Aire
5.3 Transferencia de 02 y Balance de Oxígeno
5.4 Sistema de Aireación
6 Diseño de un Fermentador Semicontinuo
6.1 Sistema de Control de Espuma
7 Sistema de Control de pH
7.1 Sistema de Control deTemperatura
7.1.1 Clasificación de los microorganismos de acuerdo a sus temperaturas
8 Diseño de un Biorreactor de Tanque Agitado
9 Análisis de Fenómenos de Transporte
9.1 Sistemas de Intercambio Térmico
9.2 Cálculo de Resistencias Térmicas
9.2.1 Resistencia térmica en la conducción
9.3 Intercambiadores de Calor
10 Referencias
Diseño de biorreactores
El diseño de biorreactores es una...