Diseño y control de fermentadoras

Para controlar la incubación se necesita un control preciso de distintos

parámetros. Los más importantes son: la temperatura, el pH, el suministro de

oxígeno u oxidación-reducción, la agitación, la presión, el control de espuma, la

alimentación auxiliar o una combinación de estos controles.

 

El control de estos parámetros y cualquier otro suele llevarse a cabo en tanques

de fermentación diseñados especialmente y con capacidad para diferentes

volúmenes de trabajo, en función de las necesidades de rendimiento y producción.

Un tanque de laboratorio puede tener una capacidad de 10 litros o menos,

mientras que los grandes depósitos de producción pueden alcanzar varios miles

de litros. Las unidades más pequeñas pueden utilizar un calentador eléctrico y

depósito de suministros (como nutrientes o agentes de control del pH) que se

introducen desde los matraces mediante bombas peristálticas. Los tanques de

mayor tamaño están equipados con una camisa integral para controlar la

temperatura mediante agua caliente o fría y permiten la esterilización indirecta

utilizando vapor inyectado. Cuando se necesitan cantidades mayores de

suministros, pueden almacenarse en depósitos a presión independientes e

introducirse mediante un juego de válvulas de empuje.

 

El propio proceso de fermentación, conocido como la fase de incubación, es

solamente una parte del ciclo. Un ciclo de fermentación completo suele incluir los

pasos siguientes (en función del diseño del tanque):

 

Esterilización en vacío de tanque y conductos utilizando vapor directo

Inyección

Carga del caldo base

Esterilización indirecta mediante vapor inyectado en la camisa del tanque

Enfriado y vaciado de la camisa

Preinoculación: entorno del tanque controlado

Inoculación: inyección de una pequeña muestra del monocultivo

Incubación: el propio proceso de fermentación

Recogida: producto separado y listo para el proceso de extracción

 

Los entornos de I+D y pruebas clínicas en los que actúan muchas fermentadoras

de bajo volumen impiden predecir la naturaleza de un determinado proceso de

fermentación, ya sea en términos de cultivo o de condiciones de incubación.

Además, las instalaciones de producción deben permitir el uso de una variedad de

productos, cada uno con perfiles de incubación estrictamente definidos. Por lo

tanto, el sistema de control debe aportar flexibilidad en la forma de conseguir el

control preciso y repetido del entorno de fermentación e incluir las funciones

siguientes:

Preciso control de lazo con programación de perfiles de puntos de consigna.

Sistema de gestión de recetas para facilitar la configuración.

Control secuencial para esterilización de vasijas y estrategias de control más

complejas.

Recogida segura de datos on-line del sistema de fermentación para analizarlos.

Pantalla local de operario con gráficos nítidos y acceso controlado a los

parámetros.