Biorreactores

PRÁCTICA No. 1
PRESENTACIÓN DE BIORREACTORES DIVERSOS

INTRODUCCIÓN

Cualquier proceso biotecnológico de nivel industrial tuvo que haber
pasado por las siguientes escalas de operación: laboratorio, planta piloto e
industrial (en ese orden temporal).

Cada escala tiene sus propias características y objetivos, mismos que serán
tratados en otra asignatura

(Ingeniería deBioprocesos), sin embargo, al

hablar de biorreactores, habrá que hacer la distinción entre tamaños, forma
de operación y configuración geométrica.

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
catalogados como de “altos volúmenes de producción y bajo valor agregado”.

6

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología



CAPÍTULO I
CARACTERÍSTICAS DE LOS BIORREACTORES

Entre las características que debe reunir un biorreactor se encuentran las
siguientes:1. Calidad de mezclado; incluyendo tiempo de mezcla y patrones de
flujo que favorezcan 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
costo o con economía aceptable.
3. Factibilidad técnica y económica en la construcción de unidades de
gran volumen.
4. Bajos costos deoperación y mantenimiento.
5. Operación aséptica.
6. Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen a fin
de prevenir la sedimentación o la flotación.
7. Mantener constate y homogénea la temperatura.
8. Minimizar los gradientes de concentración de los nutrientes.
9. El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro.

8

Unidad Profesional Interdisciplinaria deBiotecnología

9

PRÁCTICA No. 1
PRESENTACIÓN DE BIORREACTORES DIVERSOS

CAPÍTULO II
CLASIFICACIÓN DE LOS BIORREACTORES

Los biorreactores pueden clasificarse de la siguiente forma:

A continuación se describe cada tipo de biorreactor.

BIORREACTORES AGITADOS

Este tipo de biorreactor es muy empleado, en todas las escalas de
producción,

en laboratorios

de

investigación

oen

la

industria

de

fermentaciones, pueden utilizarse incluso para fermentaciones de reología
compleja y en procesos en los que se exigen altas velocidades de
transferencia de masa y de calor. Consisten de un cuerpo cilíndrico con tapas
elipsoidales,

semiesféricas

o

toriesféricas.

Generalmente

su

relación

altura/diámetro es menor a 3 y más comúnmente menor a 2.Cuentan con un
motor al que se acopla la flecha de transmisión que contiene a su vez los
impulsores que agitarán el líquido. Dependiendo del tamaño del reactor, el
motor puede colocarse en la tapa superior o en la inferior, pero invariablemente

10

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

se requiere de sellos mecánicos para garantizar

el trabajo

aséptico.Generalmente la “aireación” se realiza a través de tubos (o placas) perforados,
efectuándose la dispersión del aire en las zonas cercanas a los impulsores.

A pesar de su versatilidad, sus costos de construcción, operación y
mantenimiento son muy onerosos. Por limitaciones técnicas referentes a la
transmisión de potencia y a los problemas de sostenimiento del conjunto
“flecha de transmisión –impulsores”, no es posible construir unidades mayores
a los 300 m3.

Un biorreactor de tipo tanque agitado debe contar con los siguientes
componentes:
•

Cuerpo del biorreactor

•

Sistema de agitación

1 Fig. Esquema de Biorreactores Agitados

11

PRÁCTICA No. 1
PRESENTACIÓN DE BIORREACTORES DIVERSOS
BIORREACTORES DE COLUMNA

Este tipo de biorreactores carece de sistema de...