Biorrectores

BIORREACTORES

Los procesos fermentativos se llevan a cabo en recipientes biorreactores, mediante en los determinados sustratos que componen el medio de cultivo son transformados por acción microbiana en metabolitos y biomasa. El microorganismo va aumentando en su concentración en el transcurso del proceso al mismo tiempo que el medio se va modificando y se forman productos nuevos comoconsecuencia de las actividades catabólicas y anabólicas. Para la realización de fermentaciones son de interés industrial microorganismo como bacterias, levaduras y hongos de cuyos cultivos pueden obtenerse ácidos orgánicos, alcoholes, antibióticos; principalmente las levaduras, entre ellas la Saccharomyces cerevisiae.
Los biorreactores, son sin duda, uno de los equipos fundamentales de lamicrobiología industrial; estos se pueden definir como el equipo donde se lleva a cabo el proceso o en el cual 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:
a. Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo a fin de prevenirla sedimentación o la flotación.
b. Mantener constante y homogénea la temperatura.
c. Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.
d. Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo
e. 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 que se cumplan las cuatro primeras “tareas” de un bioreactor es necesario que el biorreactor esté provisto de un sistema de agitación, adicionalmente para la “tarea” d se requiere de un sistema que inyecte aire en el cultivo.
Sistemas de Cultivo
Por otra parte, cuando se habla de sistemas de cultivo o, también, métodos de cultivo, se hace referencia al modo de operar el biorreactor, esto esen forma continua o discontinua.
Para un componente cualquiera del cultivo, incluida la biomasa, se puede plantear el siguiente balance de materia en el biorreactor.
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donde V es el volumen de cultivo, F1 es caudal de alimentación, F2 el de salida, Ci1 la concentración del componente "i" en la alimentación y Ci la concentración en el caudal de salida, la que, si el cultivo esta bienmezclado, se puede asumir idéntica a la que hay dentro del biorreactor. Los restantes términos, rfi y rci se refieren a la velocidad de formación y consumo del componente "i" respectivamente.
Para el caso de un cultivo discontinuo, que fuel el que se trabajo tenemos:
Ambos caudales son nulos por lo que V es constante y en la ec. (1) se anulan los términos Fl Ci1, F2 Ci.
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La duración del cultivobatch es, por supuesto, también limitada en el tiempo y depende esencialmente de las condiciones iniciales del cultivo. Una vez inoculado el medio, la concentración de biomasa aumenta a expensas de los nutrientes y cuando el sustrato que limita el crecimiento se agota, finaliza el batch.
Biorreactor de tanque agitado
Un biorreactor de uso muy difundido es el de tanque agitado. En este laagitación se realiza mecánicamente mediante un eje provisto de turbinas accionado por un motor. El aire se inyecta por la parte inferior del tanque y es distribuido por una corona que posee pequeños orificios espaciados regularmente. El chorro de aire que sale de cada orificio es "golpeado" por las paletas de la turbina inferior generándose de este modo miles de pequeñas burbujas de aire, desde lascuales difunde el 02 hacia el seno del líquido. El sistema de agitación se completa con cuatro o seis deflectores que tienen por finalidad cortar o romper el movimiento circular que imprimen las turbinas al líquido, generando de este modo mayor turbulencia y mejor mezclado. El tanque está rodeado por una camisa por la que circula agua, lo que permite controlar la temperatura. 
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Crecimiento...