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Los biorreactores económicos son reactores biológicos utilizados para reacciones químicas por componentes biológicos.
Los biorreactores se pueden clasificar según ciertos criterios, como su diseño, modo de operación, suministro de nutrientes o métodos de mezcla.
Volumen de trabajo:
El volumen de trabajo de un biorreactor se refiere a la cantidad de medio líquido dentro del reactor que está abierto a las células o microorganismos que se cultivan. Los biorreactores vienen en una variedad de tamaños con diferentes volúmenes de trabajo. Para el cultivo a pequeña escala, el volumen de trabajo suele estar en el rango de mililitros (mL), mientras que para los biorreactores a escala industrial, puede variar desde varios litros hasta miles de litros.
Sistemas de control:
Los biorreactores están equipados con sistemas de control para monitorear y administrar parámetros como la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto y la alimentación de nutrientes. Estos sistemas de control garantizan que el biorreactor funcione de manera óptima para los procesos biológicos deseados.
Material:
Los materiales de los biorreactores se eligen para ser resistentes a la contaminación y capaces de soportar un uso a largo plazo. El acero inoxidable es un material común para los biorreactores grandes, pero el vidrio y el plástico también se utilizan para los biorreactores a pequeña escala.
Sistema de aireación:
Para procesos como el crecimiento microbiano y la producción de metabolitos, el biorreactor necesita proporcionar oxígeno adecuado. Esto se logra a través del sistema de aireación del biorreactor, que se puede lograr mediante métodos como aire filtrado, bombas de aire o agitadores mecánicos.
Válvulas y puertos:
Las válvulas y los puertos en los biorreactores permiten la alimentación de medios, el intercambio de gases, el muestreo, la limpieza y la esterilización. Estos componentes deben diseñarse y colocarse cuidadosamente para garantizar un funcionamiento adecuado y evitar la contaminación.
Sistema de agitación:
El objetivo del sistema de agitación del biorreactor es distribuir uniformemente los medios y las células y reducir la sedimentación y la formación de grumos. Hay varias opciones para este sistema, incluidos agitadores mecánicos y matraces agitados. La opción utilizada depende de la escala y el tipo de biorreactor.
Mantenimiento:
Los biorreactores deben limpiarse y esterilizarse antes y después de cada uso para evitar la contaminación y garantizar que funcionen correctamente. Los materiales utilizados en los biorreactores también deben verificarse para asegurarse de que no estén degradados o desgastados. Además, los sistemas de control y monitoreo del biorreactor deben calibrarse y probarse periódicamente para garantizar que proporcionen un control preciso del proceso biológico.
Los biorreactores económicos son piezas de maquinaria valiosas en muchas industrias. Crean un ambiente propicio para el crecimiento celular, la alimentación y la eliminación de desechos.
Aquí hay algunas aplicaciones de biorreactores económicos:
En la industria farmacéutica
Los biorreactores económicos producen vacunas y anticuerpos para tratar enfermedades. Los biorreactores también producen proteínas terapéuticas, hormonas y enzimas que se utilizan para el desarrollo de fármacos y el tratamiento de enfermedades. Además, los biorreactores sintetizan antibióticos y otros compuestos farmacéuticos que se utilizan para tratar infecciones y otras afecciones.
En la industria alimentaria
Los biorreactores fermentan productos lácteos, como yogur, queso y kéfir. También producen proteínas como sustitutos de la carne y los huevos. Además, los biorreactores se utilizan para fabricar aditivos y sabores alimentarios que mejoran el sabor de varios productos alimenticios.
En la industria agrícola
Los biorreactores producen organismos modificados genéticamente para investigación y aplicaciones comerciales. También producen biofertilizantes que se utilizan para mejorar la fertilidad del suelo y la productividad de los cultivos. Además, los biorreactores se utilizan para sintetizar agroquímicos como pesticidas, herbicidas y fungicidas.
En la industria de los biocombustibles
Los biorreactores se utilizan para producir biocombustibles a partir de recursos renovables. Esto incluye etanol y biodiesel. La producción de biocombustibles mediante biorreactores ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de los combustibles fósiles.
En la industria química
Los biorreactores económicos se utilizan para producir productos químicos especiales como ácidos orgánicos, solventes y aminoácidos. También producen polímeros y bioplásticos que se utilizan en diversas aplicaciones e industrias.
En la industria cosmética
Los biorreactores se utilizan para producir ingredientes activos y compuestos que se utilizan en el cuidado de la piel, el cuidado del cabello y otros productos cosméticos. También producen péptidos, colágeno y otras biomoléculas que se utilizan en formulaciones cosméticas antienvejecimiento y regenerativas.
En la industria ambiental
Los biorreactores económicos se emplean en el tratamiento de residuos y la biorremediación para desintoxicar y eliminar contaminantes de las muestras ambientales.
Hay varios factores importantes que considerar al elegir biorreactores en venta. Esto es para garantizar la idoneidad de los modelos para diferentes necesidades de investigación y producción.
Tipos de biorreactor
Conozca los diferentes tipos de biorreactor y sus aplicaciones. Esto es muy importante al elegir biorreactores. Cada modelo es adecuado para un tipo específico de organismo. Algunos ejemplos son el biorreactor de tanque agitado, el biorreactor de fibra hueca, el biorreactor de aireación, el biorreactor de perfusión y el biorreactor de captura de citoquinas. Asegúrese de que el modelo de biorreactor que se elige se alinee con los organismos que se cultivarán. Por ejemplo, se debe elegir un biorreactor de tanque agitado para la investigación que involucra el uso de organismos que necesitan una mezcla constante para su crecimiento.
Tamaño y volumen del biorreactor
Los biorreactores están disponibles en diferentes tamaños y volúmenes. Elija estos modelos en función de los requisitos experimentales o de producción a escala. Los biorreactores a pequeña escala son ideales para experimentos a escala de laboratorio. Los modelos de biorreactor a gran escala son adecuados para la producción industrial.
Controlabilidad y automatización
Al seleccionar un modelo de biorreactor, es importante considerar sus controles y características de automatización. Estos modelos regulan y controlan parámetros como el pH, la temperatura, el oxígeno disuelto y la entrada de nutrientes en tiempo real. Los biorreactores con sistemas automatizados avanzados pueden proporcionar un control preciso a gran escala. Esto, a su vez, ayudará a reducir las variaciones y mejorar la consistencia del producto.
Compatibilidad de materiales
Algunos materiales de biorreactor son mejores que otros para ciertos procesos biológicos. Elija modelos con materiales de construcción que sean compatibles con el cultivo previsto. Por ejemplo, los materiales no causarán lixiviación ni reaccionarán biológicamente con los organismos en su interior. Además, considere la capacidad del material para soportar la esterilización.
Presupuesto y rentabilidad
Al elegir un modelo de biorreactor, es importante considerar el presupuesto y la rentabilidad de las opciones. Algunos biorreactores industriales son más caros debido a sus características avanzadas. Durante la selección, es muy importante considerar la capacidad del biorreactor para satisfacer las necesidades de investigación o producción dentro de un presupuesto establecido.
P1. ¿Cuál es la diferencia entre un biorreactor económico y uno caro?
A1. Los biorreactores caros tienen características más avanzadas para un mejor crecimiento celular y productividad. Los biorreactores económicos son más básicos. Pueden tener características que funcionan, pero no al nivel de los modelos caros.
P2. ¿Cómo funciona un biorreactor económico?
A2. Un biorreactor económico funciona como los modelos más complejos. Tiene un recipiente para contener el líquido. También tendrá un agitador para mezclar el contenido. Algunos pueden tener controles básicos de temperatura y pH. El biorreactor proporciona un espacio para que las células o microorganismos crezcan y se multipliquen.
P3. ¿Se pueden escalar más adelante las células cultivadas en un biorreactor económico?
A3. Sí, si hay una demanda en el futuro, la empresa puede aumentar la producción utilizando más biorreactores o modelos más grandes. Dependiendo del tipo de célula, es posible que puedan utilizar una configuración diferente que sea más rentable.
P4. ¿Qué tipos de microorganismos pueden crecer en un biorreactor económico?
A4. Los biorreactores económicos pueden cultivar bacterias, levaduras y hongos. La elección del microorganismo dependerá del producto que la empresa desee fabricar.
P5. ¿Cuánto tiempo tardan los microorganismos en crecer en un biorreactor económico?
A5. El tiempo que se tarda depende del tipo de microorganismo y las condiciones dentro del biorreactor. Generalmente, puede tomar de unas pocas horas a varios días. Las bacterias son las más rápidas en crecer, mientras que los hongos y las levaduras tardan más.