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BIOREACTORES
1. GENERALIDADES
El birreactor es la parte principal de cualquier proceso bioquímico en el que se emplean sistemas microbianos fungales o sistemas celulares mamíferos o plantas para la manufactura económica de una amplia variedad de productos biológicos útiles. La función principal del bioreactor diseñado apropiadamente es la de proveer un medio controlado para alcanzar elcrecimiento y formación de productos óptimos, o cualquiera de ambos, es el sistema celular particular empleado. A menudo, el término “fermentado” se usa en las publicaciones para referirse al “bioreactor”. En este repaso se usará el término “bioreactor” debido a su aplicación global.
El funcionamiento de cualquier bioreactor depende de muchas funciones incluyendo:
1. La concentración de biomasa, lacual debe permanecer alta.
2. El mantenimiento de las condiciones estériles.
3. Agitación efectiva para que la distribución de los substratos y microorganismos en el reactor sea uniforme.
4. Eliminación de calor.
5. Creación de las condiciones correctas de corte, las rapideces altas de corte pueden ser dañinas para el organismo pero las rapideces de corte bajas también pueden ser indeseablesdebido a la floculación o al crecimiento de biomasa inconvenientes sobre la pared del reactor y sobre el agitador.
Hay tres grupos de birreactores usados actualmente para la producción industrial:
1. No agitados, sin aeración.
2. No agitados, con aeración.
3. Agitados con aeración.
Los recipientes no agitados, sin aeración, se usan para productos tradicionales como el vino, la cerveza y elqueso, primariamente como procesos anaerobios en lote. Aunque actualmente la mayoría de nuevos productos requiere el crecimiento de microorganismos en recipientes aireados con agitación.

2. TRANSFERENCIA DE OXÍGENO
El consumo de Oxígeno en bioreactores está dado por el número de microorganismos existentes en el fermentador en un momento determinado y por su consumo unitario. Por lo tanto, estádirectamente relacionado con la población inicial en cada ciclo y el tiempo durante el cual ésta población se encuentra en condiciones de desarrollarse, para esto es necesario conocer previamente las fases del crecimiento del los microorganismos para, de esta manera, poder identificar la necesidad de oxígeno en cada una de ellas.












El crecimiento implica un aumento ordenado detodos los componentes celulares de un organismo y así aumentar el tamaño del mismo (estado adulto). Existen principalmente cuatro fases en el desarrollo de los microorganismos, la duración de cada fase es específica para cada especie.

Fase de Latencia
Es la fase de adaptación al medio donde los microorganismos deben acostumbrarse a la disponibilidad de los nutrientes presentes en elfermentador, la producción de metabolitos y enzimas es muy baja, y muchas veces, si el medio no tiene las condiciones óptimas, esta etapa requiere de mucho más tiempo ya que la mayoría de bacterias no pueden sobrevivir y sólo algunas mutantes lo logran, es necesario aclarar que en esta fase la biotransformación es mínima. El requerimiento de oxígeno es muy bajo por el limitado número de microorganismospresentes.
Fase Exponencial
Esta fase se caracteriza por tener un crecimiento sostenido, donde se sintetiza nuevo material celular a una tasa constante. La biotransformación está en su máxima velocidad por lo tanto el consumo de oxígeno es muy elevado. Esta fase se extiende hasta que los nutrientes se agoten o se acumulen una cantidad necesaria de metabolitos tóxicos que inhiban el crecimiento. Elnutrimento limitante para los organismos aerobios suele ser el oxígeno, cuando la concentración bacteriana es de aproximadamente 1 x 107 bacterias/ ml, es necesario incrementar el ingreso de oxígeno mediante agitación o burbujeo; pero cuando la concentración alcanza 4 o 5 x 109 bacterias por ml, la tasa de difusión de oxígeno no puede satisfacer las demandas aún en un medio aireado, por lo que el...