Un biorreactor es un dispositivo utilizado en la biotecnología y la ingeniería bioquímica para llevar a cabo cultivos de células, tejidos o microorganismos bajo condiciones controladas. Está diseñado para proporcionar un entorno óptimo de crecimiento y replicar las condiciones necesarias para que los organismos o cultivos biológicos puedan crecer, reproducirse o producir productos deseados.
En un biorreactor, se cultivan organismos vivos en un medio de cultivo adecuado que contiene nutrientes esenciales para su crecimiento. Este medio puede ser líquido (cultivos en suspensión) o sólido (cultivos adheridos o en matriz). Dependiendo del tipo de biorreactor, se pueden controlar diversos parámetros como temperatura, pH, concentración de oxígeno, agitación, concentración de nutrientes y consumo de sustratos, entre otros.
Existen varios tipos de biorreactores utilizados en diferentes aplicaciones, entre ellos se pueden mencionar:
1. Biorreactores de tanque agitado: Son los más comunes y consisten en un recipiente que contiene el medio de cultivo agitado por un sistema de agitación mecánica. Pueden ser utilizados para cultivos en suspensión o cultivos adheridos, dependiendo del sistema de sujeción utilizado.
2. Biorreactores de membrana: Utilizan una membrana permeable para separar las células o microorganismos del medio de cultivo, lo que permite un control preciso durante el proceso de cultivo y mejora la eficiencia de separación de productos.
3. Biorreactores de lecho fijo: Consisten en un lecho sólido donde se fijan las células o microorganismos que realizan la fermentación. El medio líquido pasa a través del lecho, permitiendo el intercambio de nutrientes y productos.
4. Biorreactores de perfusión: Son sistemas en los que el medio de cultivo se mantiene en constante circulación, permitiendo así la eliminación continua de productos de desecho y la adición de nuevos nutrientes.
5. Biorreactores de membrana hueca: Utilizan membranas huecas para retener las células o microorganismos mientras el medio de cultivo fluye a través de ellas. Este tipo de biorreactor es eficiente para la producción de sustancias extracelulares, como enzimas o metabolitos.
Los biorreactores son herramientas fundamentales en la biotecnología y la producción de productos biológicos, tales como proteínas recombinantes, productos farmacéuticos, enzimas, biocombustibles, alimentos fermentados, entre otros. Estos dispositivos permiten un control óptimo del proceso de cultivo, maximizando así la producción y asegurando la viabilidad y funcionalidad de los cultivos biológicos.
Tipos de procesos
Fermentación microbiana, fermentación con antibióticos, fermentación de ácidos nucleicos, fermentación enzimática, fermentación de levadura, fermentación iniciadora.Tipos de fermentación Fermentación
de oxidación, fermentación facultativa, fermentación anaeróbica.
Tipos de materiales
Fermentación en estado líquido, fermentación en estado semilíquido, fermentación sólida.
Coeficiente de carga
70~75%
Relación de ventilación
1~2vvm
Relación altura-diámetro
2~2,5
Tipo de esterilización del medio de cultivo Esterilización
real, esterilización continua, esterilización continua UHT, etc.
Tipos de cultivo
hongos, bacterias, actinomyces.
Tipos de cultivo en expansión
Fermentación en un solo tanque; fermentación en varias etapas, fermentación en disco.
Serie de tanques
10L,20L,30L,50L,100L,200L,300L,500L,1m³,2m³,3m³,5m³,10m³,20m³,30m³,50m³,80m³,100m³,personalizado.
Estructura del tanque
Diseño y fabricación según el estándar de equipo limpio ASME, también cumple con el requisito de Recipiente a presión.
Tratamiento de superficie interna
Pulido mecánico Ra<0.4μm, y luego tratamiento de espejo.
Tratamiento de superficie exterior
Pulido mecánico Ra<0.6μm, y luego tratamiento mate.
Sin tratamiento de esquinas ciegas
La línea de soldadura interna y la superficie interna se pulen, y los accesorios adoptan la soldadura de longitud completa y luego pulen el tubo de la bobina interna utilizando la estructura de eliminación de tensión.
Estructura
del sujetador Todos los sujetadores utilizan el espárrago del perno que equilibra las tuercas ciegas dobles, material de PTFE como sello de la junta.
Sello mecánico
Usando la placa de recolección esterilizada y lavable equipada con sello mecánico fijo y manguito de fricción de anillo móvil, para evitar que los residuos de fricción entren en el tanque, tipo de sello: tipo seco o húmedo, sello de un solo lado o doble.
Tipos de intercambio de calor
Chaqueta completa, chaqueta de hoyuelos, chaqueta de tubo semicircular, bobina interna, tubulación interna.
Tipos de mezcla
Agitación de turbina, agitación de pala ancha, agitación de paletas, agitación de deflector, etc.
motor reductor
Engranaje helicoidal RF, engranaje helicoidal de eje paralelo FAF, engranaje helicoidal de turbina SAF, motor de frecuencia variable de eficiencia energética de dos etapas.
Sistema de tuberías
proceso Adopta tubería
limpia pulida interna y externa de grado sanitario ASME. Se suelda automáticamente con gas argón, inspección por endoscopio.
Válvula de fondo de tanque tipo diafragma de doble membrana en la salida del producto para esterilizar antes del muestreo.
Esterilización en línea
Adoptando el vapor limpio y saturado que se filtra con un filtro de varilla de titanio de 0,5 um.
Métodos de muestreo
Adoptando la válvula de muestreo aséptica tipo diafragma, para realizar la esterilización en línea y tomar muestras asépticas.
Métodos de inoculación
Tipo de anillo de llama, tipo de presión diferencial.
Subcultivo
Los tubos se pueden esterilizar durante todo el proceso, el termómetro en el que se detecta la esterilización.
Bomba
peristáltica de subcultivo, vaso medidor, etc.
Subcultivo del sistema de expansión de cultivo multietapaDistribuidor de subcultivo para hacer la distribución de multitubosSubcultivo,combinación de válvula de diafragma.Subcultivo de colectores de válvula de subcultivo,etc.
