Birreactores

Introducción:
Un biorreactor, o fermentador, e un aparato o vasija que se le utiliza para llevar a cabo una o varias reacciones bioquímicas para convertir cualquier substancia (un substrato) en un producto.
Las reacciones que se producen en un biorreactor son llevadas a cabo por biocatalizadores: enzimas, microorganismos, células de plantas o de animales, o estructuras subcelulares comomitocondrias o los cloroplastos. El biorreactor proporciona un ambiente que permite el funcionamiento óptimo del biocatalizador.
En la mayor parte de los procesos de los reactores son operados en forma discontinua o en modo discontinuo-alimentado, en condiciones estériles o en condiciones mono-sépticas. La práctica de operaciones más común se inicia con el cultivo de los microorganismos o lascélulas en el biorreactor más pequeño. Después de un tiempo no determinado el contenido de este reactor es transferido a uno más grande, pre-esterilizado, parcialmente lleno y este proceso se repite hasta que se alcanza el fermentador de producción, el reactor más grande de la cadena.
Configuración de los Biorreactores:
Antes de pasar a lleno a la configuración o tipos de biorreactores más comunes,cabe resaltar, que independientemente de la configuración específica que puede ser necesaria para una aplicación determinada, el diseño de los biorreactores requiere que se consideren a varios aspectos adicionales:
1. La necesidad de mantener la operación mono-séptica.
2. El mezclador para asegurar la suspensión del biocatalizador y conseguir un ambiente relativamente homogéneo en el biorreactor.3. El suministro de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono.
4. El suministro de varios otros nutrientes de tal manera que la velocidad de suministro no limite el comportamiento del biocatalizador.
5. La transferencia de calor para el control de la temperatura.
6. El control del nivel de estrés por cizalla en el biorreactor de forma que el biocatalizador no sea dañado por las fuerzashidrodinámicas.
Teniendo en cuenta eso, pasamos a los principales tipos de configuraciones de los biorreactores:
Reactores de tanque agitado.
Columnas burbujeadoras.
Reactores aeroelevados.
Lechos empaquetados.
Lechos fluidizados.
Fotobiorreactores.


Reactores de tanque agitado: Los biorreactores de tanque agitado consisten en vasijas cilíndricas con un eje central movido por un motorque soporta unos u más agitadores. El eje puede entrar a través de la parte superior o a través del fondo de la vasija del reactor. Las vasijas para cultivos microbianos generalmente están provistas de cuatro cortacorrientes que se proyectan hacia la vasija desde las paredes para impedir la formación en el fluido de torbellinos y de un vórtex. El número de agitadores depende de la relaciónaltura/diámetro, al igual que la velocidad del mismo/s va a depender del cultivo que se esté utilizando (animal, vegetal, bacteria, hongo, etc.).Los tanques agitados son entre los tipos más ampliamente utilizados de biorreactores, especialmente para la producción de antibióticos y ácidos orgánicos.




Columnas burbujeadoras: Generalmente la columna es cilíndrica. El gas se desprende desde la basede la columna a través de tuberías perforadas, placas perforadas, cristal aglomerado o aspersores de metal micro poroso. La transferencia de oxígeno, el mezclado y otros factores de su comportamiento están influidos fundamentalmente por la velocidad de flujo del gas y por las propiedades reológicas del fluido. En la vasija pueden colocarse aparatos internos, como placas horizontales perforadas,cortacorrientes verticales y paquetes de láminas corrugadas para mejorar la transferencia de masas y modificar el diseño básico. Para una determinada velocidad de flujo de gas el mezclado mejora al aumentar el diámetro de la vasija. Estos reactores son particularmente adecuados para el tratamiento biológico de las aguas residuales y en otras fermentaciones aerobias relativamente poco viscosas....