BIORREACTORES

López Esparza Víctor Adrián

DEFINICIÓN

Es un contenedor físico en donde seefectúan reacciones biológicas catalizadaspor microorganismos o partes de ellos. Lasfronteras del biorreactor están biendelimitadas. El biorreactor cuenta conespacios físicos que permiten por una partecontrolar las condiciones de reacción y porotra parte el monitoreo de la reacciónbiológica por medio de electrodosespeciales.

TIPOS DE

BIORREACTORES

BIOREACCTOR DE MESA

(BENCH- TOP)

Poseen volúmenes de trabajo de 0.5 a 10 L. el vaso puede

ser de acero inoxidable, vidrio o una combinación de

ambos y no son esterilizables in situ, su esterilización

requiere la introducción del biorreactor dentro de una

autoclave.

BIORREACTOR DE PLANTA

PILOTO

Su desarrollo ha permitido encontrar formas sofisticadas

capaces de especializarse en diferentes tipos de

fermentación; los cuales incluyes biorreactores de tanque

agitado, air-lift, tipo torre, de cama y fluidificada y de disco

rotatorio. Por lo general el material utilizado en su

construcción es el acero inoxidable. Los volúmenes

utilizados varían de 15 hasta 100 L.

BIORREACTOR INDUSTRIAL

Se construyen invariablemente con acero inoxidable. El

volumen del biorreactor puede variar desde 150 hasta

10000 L. Los biorreactores industriales se esterilizan

forzosamente in situ.

VARIABLES DE CONTROL

EN BIORREACTORES

AGITACIÓN

La agitación del caldo de cultivo permite mantener

condiciones homogéneas dentro del biorreactor. La

agitación se realiza, por lo general, por un medio de un

motor acoplado a un eje que contiene impulsores de

diversos tipos (de paleta tipo Rushton turbina hélice

marina, etc.). Los impulsores definirán el patrón de flujo y

la hidrodinámica que existirá en el reactor.

TEMPERATURA

Es una variable importante de control de una fermentación.

La temperatura afecta el crecimiento microbiano de

manera notable debido a que los microorganismos de una

especia determinada sólo pueden crecer en un rango

restringido de temperaturas.

Considerar temperaturas de crecimiento mesófilos,

termófilos.

pH

Determina de forma importante la velocidad de

crecimiento de los microorganismos y el

rendimiento de bioconversión. El pH de

crecimiento para una especie de microorganismo

representa generalmente un máximo denominado

pH óptimo. Debido a que durante las

bioconversiones que se presentan, causadas por

el desarrollo microbiano, el pH del caldo de cultivo

varía continuamente durante el transcurso de la

fermentación.

OXIGENACIÓN O AEREACIÓN

Merece especial mención pues su ausencia o

abundancia permita una selección tanto de

microorganismos como de productos del metabolismo.

Cuando el cultivo se produce en presencia de oxígeno

molecular la fermentación se denomina aeróbica, y

cuando éste carece de oxígeno molecular la

fermentación se denomina aeróbico por lo que es

necesario proveer oxígeno al cultivo. Para ello, se

inyecta aire u oxigeno de forma estéril al medio o

caldo de cultivo por medio de un compresor.

NIVEL DE ESPUMA

La mayoría de los medios de cultivo utilizados para el

crecimiento de microorganismos contienen proteínas y

péptidos que promueven la formación de biorreactor

provocan aún más la formación de grandes cantidades de

espuma; esta puede incluso ser tan importante que puede

ocupar todo el espacio vacío del biorreactor (espacio de

cabeza) y hasta salir por cualquier orificio de entrada de

flujo al biorreactor que no esta siendo empleado. La

formación de espuma en el biorreactor conlleva el

incremento del riesgo de contaminación de la

fermentación.