Biorreactores

Diseño DE BIORREACTORES. Es una tarea de ingeniería bastante compleja, los organismos o células son capaces de realizar su función deseada con gran eficiencia bajo condiciones óptimas. Las condiciones ambientales de un biorreactor tales como flujo de gases (por ejemplo; oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), temperatura, PH, oxígeno disuelto y velocidad de agitación o circulación, debenser cuidadosamente monitoreadas y controladas.
Se requiere de un intercambiador de calor para mantener el bioproceso a temperatura constante. La fermentación biológica es una fuente importante de calor, por lo que en la mayor parte de los casos, los biorreactores requieren de agua de enfriamiento. Pueden ser refrigerados con una chaqueta externa o, para recipientes sumamente grandes, conserpentines internos. En un proceso aerobio, la transferencia óptima de oxígeno es tal vez la tarea más difícil de lograr. El oxígeno se disuelve poco en agua (y aún menos en caldos fermentados) y es relativamente escaso en el aire (20,8 %). La transferencia de oxígeno usualmente se facilita por la agitación que se requiere también para mezclar los nutrientes y mantener la fermentación homogénea. Sinembargo, existen límites para la velocidad de agitación, debidos tanto al alto consumo de energía (que es proporcional al cubo de la velocidad del motor) como al daño ocasionado a los organismos debido a un esfuerzo de corte excesivo. Los biorreactores industriales usualmente emplean bacterias u otros organismos simples que pueden resistir la fuerza de agitación. También son fáciles de mantener yaque requieren solo soluciones simples de nutrientes y pueden crecer a grandes velocidades. En los biorreactores utilizados para crecer células o tejidos, el diseño es significativamente distinto al de los biorreactores industriales. Muchas células y tejidos, especialmente de mamífero, requieren una superficie u otro soporte estructural para poder crecer y los ambientes agitados son comúnmentedañinos para estos tipos de células y tejidos. Los organismos superiores también requieren medios de cultivo más complejos.
CULTIVOS Y FERMENTACIONES. Lo primero que hay que entender en el diseño de reactores biológicos es que contrario a los químicos, su cinética no está determinada exclusivamente por la velocidad de reacción y las variables que la determinan. Aunque se puede describir de manerasimilar a la química, la cinética biológica también depende de características intrínsecas del organismo o cultivo tales como crecimiento y tasa de división celular, así como del tipo de operación que se lleve a cabo. Por eso, lo primero que se define en el diseño de un biorreactor es el propósito de utilización; es decir, que tipo de cultivo se va utilizar, el modo de operar y/o el proceso decultivo. El biorreactor sistema de cultivo debe cumplir con los siguientes objetivos:
a. Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo.
b. Mantener constante y homogénea la temperatura.
c. Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes. d. Prevenir la sedimentación y la floculación. e. Permitir la difusión de gases nutrientes a la velocidad requerida por elcultivo.
f. Mantener el cultivo puro.
g. Mantener un ambiente aséptico.
h. Maximizar el rendimiento y la producción.
i. Minimizar el gasto y los costos de producción.
j. Reducir al máximo el tiempo. Una fermentación es un proceso biológico o bioproceso que consiste en la descomposición de la materia orgánica por microorganismos fermentadores (bacterias y hongos). Un cultivo también es unbioproceso; pero generalmente se asocia a organismos o microorganismos superiores (en orden jerárquico) a las bacterias; los cultivos son casi todos del reino Eucariota. 
TIPOS DE CULTIVO QUE SE PUEDEN REALIZAR:
CULTIVOS MICROBIANOS Anaeróbicos -FERMENTADOR BACTERIAL (CO2).
Los microorganismos de metabolismos anaeróbico son los mas simples de todos, tan solo necesitan de un medio de cultivo adecuado,...