Información sobre sistemas de fermentación y biorreactores

Un fermentador se utiliza normalmente para procesos microbianos, como la producción de alcoholes o antibióticos, donde el foco está en el crecimiento y metabolismo de microorganismos. Un biorreactor, por otro lado, es un término más amplio que abarca sistemas utilizados tanto para cultivos microbianos como celulares, incluidas células de mamíferos o vegetales, y puede implicar un control y monitoreo de parámetros más complejos.

Pregunta 2: ¿En qué se diferencia un biorreactor de cultivo celular de un biorreactor fermentador de laboratorio ?

Un biorreactor de cultivo celular está diseñado específicamente para satisfacer las delicadas necesidades de cultivo y mantenimiento de células, a menudo con un control preciso de factores como la densidad celular, la composición del medio y los factores de crecimiento. Un biorreactor fermentador de laboratorio está más enfocado en la realización de experimentos y la optimización de los procesos de fermentación a menor escala dentro de un entorno de laboratorio.

Pregunta 3: ¿Qué parámetros se controlan normalmente en un biorreactor de fermentación ?

Los parámetros más comunes son la temperatura, el pH, los niveles de oxígeno disuelto, la velocidad de agitación, el suministro de nutrientes y la presión. Estos parámetros son cruciales para garantizar el crecimiento y la productividad óptimos de los organismos o células dentro del reactor.

Pregunta 4: ¿Pueden utilizarse estos biorreactores tanto para procesos discontinuos como continuos?

Sí, la mayoría de los biorreactores modernos se pueden configurar para procesos por lotes (donde todos los ingredientes se agregan al inicio) o continuos (donde se agregan medios frescos continuamente y se eliminan productos continuamente), dependiendo de los requisitos específicos del experimento o la producción.

Pregunta 5: ¿Cómo se garantiza la esterilidad en un fermentador o biorreactor?

La esterilidad se mantiene mediante rigurosos procedimientos de limpieza y esterilización antes del uso. Los componentes pueden esterilizarse en autoclave y el reactor suele funcionar en condiciones asépticas. Se utilizan filtros para evitar la entrada de contaminantes y el sistema está diseñado para minimizar el riesgo de entrada de microbios.

Pregunta 6: ¿Qué tipo de sistemas de monitoreo se utilizan comúnmente en estos biorreactores?

Son habituales los sensores para parámetros como la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto y la densidad celular. Además, también se pueden incorporar sistemas para medir las concentraciones de metabolitos, la composición de los gases y la presión. Estos datos suelen recopilarse y analizarse en tiempo real para realizar los ajustes necesarios en el proceso.

Pregunta 7: ¿Cómo se logra la escalabilidad al pasar de un biorreactor a escala de laboratorio a uno a escala industrial ?

La escalabilidad implica mantener proporciones similares de superficie y volumen, garantizar una transferencia adecuada de masa y calor y adaptar los sistemas de control para manejar volúmenes y caudales mayores. A menudo se utilizan modelos matemáticos y estudios a escala piloto para predecir y optimizar el rendimiento a mayor escala.

Pregunta 8: ¿Cuáles son los desafíos en la operación de un biorreactor de fermentación?

Algunos desafíos incluyen mantener condiciones consistentes en todo el reactor, prevenir la contaminación, lidiar con la formación de espuma, optimizar el uso de nutrientes y manejar la complejidad de los sistemas de control.

Pregunta 9: ¿Se pueden cultivar diferentes tipos de organismos o células en el mismo biorreactor?

Depende de su compatibilidad en términos de requisitos de crecimiento e interacciones potenciales. Es posible que se requieran consideraciones especiales y ajustes a los parámetros del proceso si se van a cultivar diferentes organismos o células simultáneamente.

Pregunta 10: ¿Qué importancia tiene la elección de los materiales para construir el biorreactor?

La elección de los materiales es crucial, ya que afecta a la biocompatibilidad, la durabilidad, la resistencia a la corrosión y la facilidad de esterilización. Los materiales como el acero inoxidable suelen ser los preferidos por su robustez y su capacidad para soportar los rigores del proceso.