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Un **biorreactor de 3000l** es una máquina de bioprocesamiento que se utiliza para cultivar microorganismos en condiciones controladas. Proporciona un entorno ideal para el crecimiento del cultivo celular, incluida la adición de factores, la temperatura, el pH, el oxígeno y el control de la presión. Las instalaciones pueden ser pequeñas, medianas o grandes, de acuerdo con las necesidades de la industria.
Las instalaciones de biorreactores a pequeña escala funcionan de forma inicial, ya que se utilizan para crear lotes de prueba o muestras. Las instalaciones a mediana escala verían un aumento en el tamaño de la maquinaria, ya que estas pueden producir unos pocos millones de litros de producto. Las operaciones a gran escala se realizan a nivel industrial, donde todo el acondicionamiento y manejo del espacio debe cumplir con los estrictos estándares y regulaciones sanitarias establecidos por la FDA.
En la industria alimentaria, los recipientes de biorreactores se utilizan para los procesos de fermentación. Estos productos incluyen yogur, cerveza y antibióticos. La industria alimentaria suele utilizar acero inoxidable o plástico más baratos. La industria requiere una gran cantidad de recipientes, y la mayoría se utilizan para la fermentación; por lo tanto, no hay tanta presión para mantener altos estándares y pureza.
Las industrias farmacéutica y química requieren mayores niveles de atención y mayor conciencia. Aquí, los biorreactores se utilizan para cultivar bacterias y levaduras. Estos microorganismos luego se cosechan porque contienen enzimas y metabolitos valiosos. Estos sectores industriales pueden utilizar biorreactores de laboratorio de 3000 litros para producir algunos antibióticos, aminoácidos o anticuerpos monoclonales de alto valor, que son costosos y requieren mucho tiempo para producir. El enfoque principal aquí es cómo se limpia la máquina y cuán estéril es el entorno. Debe estar libre de contaminación porque las bacterias, levaduras o células cultivadas deben ser los únicos organismos vivos que prosperen dentro del reactor.
Una distinción crítica entre los biorreactores grandes y pequeños es la forma en que se agita la mezcla. Los reactores más grandes emplean agitadores que empujan la mezcla desde el fondo hacia la parte superior. Los biorreactores más pequeños utilizan bombas de aire.
Las especificaciones pueden variar según el tipo de biorreactor de 3000l. La altura y el diámetro generalmente dependen de si el biorreactor es vertical u horizontal. Por ejemplo, un fermentador vertical con un diámetro de 3.000 mm puede tener una altura total de 5.900 mm. La altura total de un biorreactor horizontal puede estar entre 4.000 y 12.000 mm con un ancho entre 1.000 y 3.000 mm.
Estos biorreactores de 3000l suelen tener un volumen de trabajo de 3.000 litros con un volumen efectivo de entre 3.600 y 4.500 litros. Las tasas de desbordamiento típicas del biorreactor son de 0,5 a 2,0 h-1, y las concentraciones de biomasa pueden estar entre 10 y 30 g/l.
La mayoría de los biorreactores están hechos de acero inoxidable, pero algunos están hechos de vidrio, PVC o polipropileno. Por lo general, están equipados con varios otros accesorios. Por ejemplo, el valor de pH del contenido del biorreactor juega un papel clave en la reacción. Por lo tanto, generalmente está equipado con un medidor de pH que muestra las lecturas en una pantalla digital. Se utiliza una solución de calibración para mantener la lectura precisa. Se puede utilizar más de una solución de calibración. Otra parte crucial de un biorreactor es su bomba de pH. Puede necesitar limpieza de vez en cuando. De lo contrario, la solución de calibración de pH puede contaminarse, lo que afecta la lectura de pH.
Un biorreactor de 3000 litros también se puede equipar con un sensor de presión, una sonda de temperatura, un disco de ruptura o un rompe-vórtice. Todos los accesorios pueden necesitar limpiarse, calibrarse o verificarse periódicamente para garantizar un rendimiento óptimo.
El biorreactor de 3000L tiene muchos escenarios de aplicación para compradores comerciales. Aquí hay algunos de ellos en varias industrias.
Industria alimentaria y de bebidas
El biorreactor grande se utiliza para producir alimentos fermentados como yogur, chucrut y kimchi. También se utiliza para hacer probióticos en grandes cantidades.
Industria de hongos y algas
Para los hongos, el biorreactor de 3000L cultiva micelio y hongos filamentosos para aditivos alimentarios y biodegradadores. En el sector de las algas, cultiva microalgas para alimentos, suplementos alimenticios y biocombustibles.
Industria farmacéutica y de la salud
El biorreactor cultiva células, tejidos, levaduras y mohos para vacunas, antibióticos y hormonas. Las enzimas médicas, los anticuerpos y los nutracéuticos se producen utilizando este equipo.
Industria cosmética y del cuidado personal
Este equipo se utiliza para cultivar células para ingredientes activos como probióticos, enzimas y compuestos antienvejecimiento. También desarrolla cepas microbianas para agentes antibacterianos y conservantes.
Biotecnología ambiental
En este campo, el biorreactor se utiliza para el tratamiento de residuos y la degradación de compuestos peligrosos. La biorremediación y la microbiología para la bio-suplementación se realizan utilizando este equipo.
Agricultura y producción de alimentos
En la agricultura, el biorreactor de 3000L se utiliza para producir biofertilizantes, probióticos para el ganado e inoculantes microbianos para mejorar el suelo. Estos productos impulsan la producción de alimentos y son ecológicos.
Industria alimentaria y de bebidas
El biorreactor grande se utiliza para producir alimentos fermentados como salsa de soja, destilación y cerveza. También puede cultivar probióticos a gran escala para consumo humano.
Biorreactores de cultivo celular y tisular
Estos son diseños de biorreactores de 3000L donde se cultivan cultivos celulares y tisulares. Ofrecen un ambiente controlado con las propiedades físicas y químicas adecuadas que las células necesitan para crecer. Los biorreactores a gran escala pueden ser un tanque agitado o un biorreactor de un solo uso.
Arquitectura y crecimiento celular:
Especificación de si el biorreactor está optimizado para células dependientes del anclaje o en suspensión, ya que ambos tipos de células crecen de manera diferente. Por ejemplo, las células en suspensión se mezclan bien con el fluido de cultivo, mientras que las células dependientes del anclaje necesitan adherirse a una superficie para crecer.
Pureza y separación del producto:
Requisito para los métodos de separación y purificación posteriores. Considere si el biorreactor utilizará filtros, centrífugas o cromatografía para separar los productos valiosos de la mezcla. Por ejemplo, un biorreactor que produce extractos de proteínas podría necesitar un filtro para la separación inicial.
Mezcla y homogeneidad:
La importancia de una mezcla completa y una distribución uniforme de nutrientes, gases y células en todo el biorreactor. Un biorreactor bien mezclado garantiza un crecimiento constante y tasas de reacción óptimas.
Escalabilidad:
Capacidad para escalar la producción de pequeños biorreactores de laboratorio a otros comerciales más grandes a medida que aumenta la demanda. Esto asegura una transición sin problemas cuando la producción necesita expandirse para satisfacer los requisitos del mercado.
Control y automatización:
Biorreactores equipados con sistemas de control avanzados y automatización para la monitorización y ajuste en tiempo real de parámetros críticos. Estos incluyen temperatura, pH, oxígeno disuelto, tasas de alimentación de nutrientes y otros factores importantes para mantener condiciones de crecimiento óptimas.
Validación y cumplimiento:
Los sistemas de biorreactores deben cumplir con estrictos estándares de validación y cumplimiento normativo para garantizar la seguridad, la calidad y la confiabilidad. Esto es especialmente importante en industrias donde los bioproductos deben cumplir con criterios específicos de pureza y seguridad, como los productos farmacéuticos y la biotecnología.
Bioincrustación y limpieza:
Consideración del potencial de incrustaciones biológicas dentro de los biorreactores, que pueden afectar el rendimiento y la calidad del producto. Además, el diseño debe permitir una limpieza y esterilización eficaces para evitar la contaminación y mantener la longevidad del biorreactor.
Diversidad de organismos:
El requisito de biorreactores que puedan acomodar diferentes tipos de organismos, como bacterias, levaduras, hongos o células de mamíferos, cada uno con sus condiciones y requisitos de crecimiento específicos.
P1: ¿Cuál es la diferencia entre un biorreactor de tanque agitado y un biorreactor de aireación?
A1: Los dos son tipos diferentes de biorreactores. Un biorreactor de tanque agitado utiliza una turbina o agitador para mezclar el contenido. Sin embargo, un biorreactor de aireación no tiene ninguna parte móvil. Utiliza un tubo de tiro y un compresor de aire para mezclar el contenido.
P2: ¿Cuáles son los dos tipos principales de biorreactores?
A2: Los biorreactores generalmente se clasifican en dos tipos principales: biorreactores por lotes y biorreactores continuos. Un biorreactor de 3000L puede utilizar cualquiera de los dos sistemas. En los biorreactores por lotes, las materias primas se convierten en productos en pasos discretos. Pero en los biorreactores continuos, las entradas y salidas fluyen de forma ininterrumpida a través del reactor.
P3: ¿Hay algún biorreactor estéril?
A3: Sí, existen biorreactores estériles. Un biorreactor estéril implica que las condiciones dentro del reactor están libres de microorganismos no deseados. Estos biorreactores emplean diferentes métodos para lograr la esterilidad. Pueden utilizar esterilización por vapor, óxido de etileno o peróxido de hidrógeno, entre otros. Lograr la esterilidad en un biorreactor puede ser muy importante. Ayuda a mejorar la seguridad del producto.
P4: ¿Cuál es la función de un biorreactor?
A4: Un biorreactor proporciona las condiciones adecuadas para que se produzca una reacción biológica. Suministra los nutrientes necesarios para que los microorganismos crezcan, se reproduzcan y metabolicen. El biorreactor también monitorea y controla inteligentemente el entorno para mantener el flujo de aire, la temperatura, el pH, la presión, la humedad y otros factores a un nivel óptimo.
P5: ¿Puede un biorreactor ser biológico?
A5: Sí, un biorreactor puede ser biológico. Un reactor biológico se define como cualquier recipiente que contiene un entorno biótico. Este es un entorno que admite el crecimiento de microorganismos. Los microorganismos pueden ser bacterias, hongos, protozoos o algas. El entorno biótico contiene bioingredientes, aire y humedad.
