Biorreactores



INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MAZATLÁN.

Instrumentación y control.

M.I. Luis Enrique Maldonado

5º A.

Equipo No.5.
Aguilar Moreno Rosario Sarahy.
Bojorquez Orozco Ana Marlenne.
Cazarez Reta Adriana Yarabit.
Hernández Rivera Donaji Maribel.
Cruz Cervantes Luis Andhony Omar.



Fecha de entrega: 9 de septiembre del 2015.


BIORREACTORES.
Los biorreactores son recipientes de reacción, en los quese crean técnicamente las condiciones óptimas para el cultivo y multiplicación de microorganismos para la formación de productos óptimos.
Es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. También es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismos o sustancia bioquímicamente activas derivadas de dicho organismos, se lleva a cabo unareacción catalizada por enzimas o células, libres o inmovilizadas. Este proceso puede ser aeróbico o anaeróbico. Estos birreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos milímetros hasta metros cúbicos son usualmente fabricados en acero oxidable. El birreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propias (pH, temperatura, concentración de oxigeno). En función de losflujos de entrada y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres puntos distintos.
Un biorreactor está diseñado para brindar las características necesarias de monitoreo de diferentes variables como temperatura, presión y concentración de gases, originadas como resultado de la transformación química, las mismas que deben mantenerse controladas a fin de ofrecer condiciones óptimas para eldesarrollo y la acción del microorganismo.
Las características de un biorreactor.
-Calidad de mezclado, tiempo de mezcla y patrones de flujos que beneficien la distribución de la materia prima en el biorreactor y la conversión a producto.
-Altas velocidades de transferencia de masa, momento y calor, con un bajo costo o económicamente rentable.
-Factibilidad técnica y económica en la construcción deunidades de gran volumen.
-Bajos costo de operación y mantenimiento.
Diseño de biorreactores.
En el diseño del biorreactor se tiene en cuenta, además del tipo de proceso microbiológico, el efecto del flujo, el tiempo de residencia, el pH, la temperatura, la biomasa, la concentración de nutrientes y la velocidad de agitación para que se desarrolle en forma óptima la conversión de los lodos.
Lasdecisiones tomadas en el diseño del reactor tienen un efecto considerable sobre el rendimiento global del proceso. Todavía no existen procedimientos sencillos o estándar para el diseño reactores que cubran todos los aspectos del recipiente y de su operación.
El conocimiento de cinética de las reacciones es esencial para comprender cómo funcionan los reactores biológicos, aunque también son necesariasotras áreas de ingeniería de bioprocesos como balances de materia y energía, la mezcla, la transferencia de materia y la transmisión de calor.

El diseño de biorreactores es una tarea de ingeniería bastante compleja. Los microorganismos o células son capaces de realizar su función deseada con gran eficiencia bajo condiciones óptimas. Las condiciones ambientales de un biorreactor tales como flujode gases (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), temperatura, pH, oxígeno disuelto y velocidad de agitación o circulación, deben ser cuidadosamente monitoreadas y controladas. La mayoría de los fabricantes industriales de biorreactores usan recipientes, sensores, controladores y un sistema de control interconectados para su funcionamiento en el sistema de biorreacción.
Lamisma propagación celular (fenómeno conocido como Fouling) puede afectar la esterilidad y eficiencia del biorreactor, especialmente en los intercambiadores de calor. Para evitar esto, el biorreactor debe ser fácilmente limpiable y con acabados lo más sanitario posible (de ahí sus formas redondeadas).Se requiere de un intercambiador de calor para mantener el bioproceso a temperatura constante. La...