Biotecnologia

Informe técnico de biorreactores
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Wilmwe
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El Biorreactor puede considerarse como el corazón de todo proceso biotecnológico, ya que en él se lleva acabo la transformación de la materia prima al producto de interés y su operación deberá garantizar la maximización en la conversió, por lo que su funcionamiento es de vital importanciaen la rentabilidad de lbioproceso, sobre todo en aquellos catalogados como de “altos volúmenes de producción y bajo valor agregado”.
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 aproducto.
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 de operación y mantenimiento.
5. Operación aséptica.

BIORREACTORES
Están fabricados en materiales capaces de mantener las condiciones óptimas de presión, temperatura, etc, que en lamayoría de los casos es acero inoxidable. Los criterios básicos de diseño de un biorreactor son:

Características bioquímicas del cultivo a realizar.

Características hidrodinámicas del reactor.
Es necesario minimizar los fenómenos de transporte en el reactor, para evitar gradientes de nutrientes, temperatura.

Cinética de crecimiento y producción del microorganismo.-

Asegurar laestabilidad genética del microorganismo, impidiendo que se estimulen mutaciones.

Esterilización lo más barata posible, hasta el punto de que, a pesar de su importancia, y según el proceso, se llega a obviar.

Control de las condiciones ambientales.

Diseño y modo de operación.

Potencial para el escalado creciente de producción.

Inclusión de sistemas de oxigenación adecuados a lasexigencias del microorganismo

Sistemas de muestreo para determinar las condiciones internas del biorreactor.

Adopción de refrigeradores, para mantener constantes las condiciones de temperatura (la actividad microbiana genera una gran cantidad de calor, que puede afectar negativamente a la producción).

Materiales no tóxicos (ni para el microorganismo ni para el consumo).

Capacidad parasoportar altas presiones.

Resistencia a la corrosión. Los principales inconvenientes de la producción en continuo:

En ocasiones, la demanda del producto es estacional, por lo que la producción en continuo genera grandes cantidades en stock.

La vida útil del producto puede ser limitada, por lo que no es viable el almacenamiento por tiempo indefinido.

Es más difícil obtenerconcentraciones altas, necesarias para la recuperación y purificación.

Favorecen la mutación de las cepas, ya que un grupo de células puede participar en varios ciclos de producción.



instrumentación y control del proceso

La información aportada por estas variables permite conocer la marcha del proceso fermentativo, y por lo tanto permite conocer las condiciones óptimas para laproducción.1.

Temperatura. Influye en la cinética de las reacciones, y la estabilidad y actividad enzimáticas. Engrandes fermentadores, es aconsejable disponer de diversos medidores.2.

pH. Afecta a la permeabilidad de la pared celular y al grado en que se producen las reaccionescatalizadas por las enzimas presentes en ella. Los medidores son sencillos de manejar.3.

Oxígeno disuelto en el caldo defermentación. Los aparatos instrumentales son de difícilesterilización y baja fiabilidad, por lo que se mide como diferencia entre los flujos de entrada ysalida.4.

CO
2
. Se usan electrodos de membrana o técnicas espectrofotométricas o cromatográficas.5.

Sondas de enzimas inmovilizadas. Informan sobre el nivel de producción de un determinadometabolito. Se usan sensores situados cerca...