DISEÑO Y ELABORACIÒN DE UN FERMENTADOR

UN FERMENTADOR ES UN TANQUE QUE NOS SIRVE PARA QUE SE LLEVEN A CABO REACCIONES ORGANICAS,ESTOS TANQUES PROPORCIONAN UN AMBIENTE ADECUADO PARA LOS MICROORGANISMOS BAJO LAS CONDICIONES REQUERIDAS.

PARA UN BUEN DISEÑO DE UN FERMENTADOR SE DEBEN CUMPLIR CON DOS REQUISITOS FUNDAMENTALES; MANTENER UN MEDIO HOMOGENEO SIN "ZONAS MUERTAS" Y A LA VEZ TRANSFERIR OXIGENO AL MEDIO EMPLEANDO EL MINIMO DE ENERGIA POSIBLE.

CUANDO SE INICIA EL DISEÑO DE UN FERMENTADOR DE CUALQUIER ESCALA SE DEBEN CONSIDERAR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
A) MEZCLADO Y PATRONES DE FLUJO.
B) CONFIGURACION GEOMETRICA Y TIPO DE REACTOR.
C) TRANSFERENCIA DE OXIGENO.
D) CONSUMO DE ENERGIA.

EXISTEN MUCHOS TIPOS DIFERENTES DE FERMENTADORES PERO A ESCALA INDUSTRIAL Y EN OPERACION SON CUATRO LOS TIPOS PRINCIPALES: EL WALDHOF, EL DE TURBINA_EL DE COLUMNA BURBUJEADORA.

LA GEOMETRIA DEE LOS FERMENTADORES DE TIPO DE TANQUE AGITADO SE HA ESTANDARIZADO.

PUEDE USAR EL MATERIAL QUE SE DE, POR EJEMPLO CARTON, PLASTICO, ACERO, INOXIDABLE, ETC.

GENERALIDADES DE BIORREACTORES

EL OBJETIVO DE LA BIOTECNOLOGIA ES OBTENER PRODUCTOS METABOLICOS UTILES A PARTIR DE MATERIALES BIOLOGICOS.
LA BIOTECNOLOGIA COMPRENDE LA FERMENTACION Y LA RECUPERACION DEL PRODUCTO, ASI COMO LA FUNCION DE LOS METABOLITOS O ENZIMAS DESEADAS.

SI UNA FERMENTACION A PEQUEÑA ESCALA TIENE BUENOS RENDIMIENTOS UTILIZANDOALGUN MICROORGANISMOY SI SE QUISIERA LLEVAR
A CABO LA FERMENTACION A GRAN ESCALA SE PODRIA PENSAR QUE SE LOGRARIA AUMENTANDO EL TAMAÑO DEL FERMENTADOR.

UN BIORREACTOR ES LA PARTE PRINCIPAL DE CUALQUIER PROCESO BIOQUIMICO EN EL QUE SE EMPLEAN SISTEMAS MICROBIANOS PARA LA PRODUCCION ECONOMICA DE UNA AMPLIA VARIEDAD DE PRODUCTOS BIOLOGICOS UTILES.
LOS BIORREACTORES USADOS ACTUALMENTE PARA LA PRODUCCION INDUSTRIAL:
A) NO AGITADOS SIN AIREACION
B)CON ELEVACION DE AIRE
C)AGITADOS CON AIREACION
D)FLUIDIFICADOS
E)DE MEMBRANA Y FIBRA HUECA

LOS RECIPIENTES NO AGITADOS SIN AIREACION SE USAN PARA LOS PRODUCTOS TRADICIONALES COMO EL VINO, LA CERVEZA Y EL QUESO.

BIORREACTOR DE TANQUE CON AGITACION: ES EL RECIPIENTE PARA LA MEZCLA COMUN QUE TIENE LA DOBLE VENTAJA DEBAJO COSTO.
LOS RECIPIENTES PARA EXPERIMENTOS DE LABORATORIO DE ASTA 20L DE VOLUMEN SE HACEN DE VIDRIO Y DE MEJOR VOLUMEN.

BIORREACTORES FLUIDIFICADOS: SUS CARACTERISTICAS DE MASA MEZCLADA EN CALOR EN ENERGIA RELATIVAMENTE BAJA, VELOCIDADES DE CORTE SE HACE QUE EL BIORREACTOR DEL HECHO FLUIDIFICADO ADECUADO PARA LAS CELULASSENCIBLES DE ANIMALES Y PLANTAS.

BIORREACTORES CON MICRO PORTADOR: LA IDEA INICIAL DE CULTIVARSE CELULAS DE MANIFEROS DEPENDIENTES DEL ANCLAJESOBRE MICRO PORTADORES FUE CONSIDERADA POR JAN WEZEL.

BIORREACTOR DE MEMBRANA Y FIBRA HUECA: ESTE SISTEMA SE A CREADO Y PROBADO PARA EL CRECIMIENTO DE CELULAS VEGETALES Y MANIFEROS.

LOS SIGUIENTES PUNTOS SON LOS CONSIDERADOS COMO LOS CRITERIOS MAS IMPORTANTESEN EL DISEÑO DE UN FERMENTADOR:
1)EL TANQUE DEBE DISEÑARSE PARA QUE FUNCIONES ASEPTICAMENTE DURANTE MUCHOS DIAS, ASI COMO PARA OPERACIONESDE LARGA DURACION.
2)TENER UN COSUMO MINIMO DE ENERGIA.
3)CONTAR CON UN SISTEMA DE CONTROL DE PH.
4)UN SISTEMA DE TOMA DE MUESTAS.
5)UN SISTEMA ADECUADO DE AIREACION Y AGITACION PARA CUBRIR LAS NECESIDADES METABOLICAS DE LOS MICROORGANISMOS.
6)SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA.
7)PERDIDAS DE OPERACION MINIMAS.
8)EL DISEÑO DEL TANQUE DEBE SER TALQUE LAS OPERACIONES LABORALES DURANTE EL FUNCIONAMIENTO, RECOLECCIONEN, LIMPIEZA Y MANTENIMIENTO SEAN MINIMAS.
9)EL TANQUE DEBE SER BERSATIL (PARA DIVERSAS APLICACIONES O PROCESOS).
10)LAS SUPERFICIES DEL TANQUE INTERNAMENTE DEBEN SER LISAS, UTILIZANDO DONDE SEA POSIBLESOLDADURAS.
11)LA GEOMETRIA DEL FERMENTADOR DEBE SIMILAR A LOS TANQUES MAS PEQUEÑOS OMAYORES DE LA PLANTA PILOTO PARA PODER REPRODUCIR PROCESOS A DIFERENTES ESCALAS.
12)EMPLEO DE MATERIALES ECONOMICOS CON RESULTADOS SATISFACTORIOS.
13)SERVICIO ADECUADO DE REPUESTOS PARA EL FERMENTADOR.
14)TIPO DE ANTIESPUMANTES.

TIPOS DE FERMENTADORES

1.-FERMENTACION DISCONTINUA
PUEDE SER CONSIDERADA COMO "SISTEMA CERRADO". AL INICIO DE LA OPERACION SE AÑADE LA SOLUCION ESTERILIZADA DE NUTRIENTES Y SE INOCULA CON EL MICROORGANISMO PERMITIENDO QUE SE LLEVE A CABO LA INCUBACION EN OPTIMAS DE FERMENTACION.

2.-FERMENTACION ALIMENTADA (FED-BATCH)
TODOS LOS SUSTRATOS SE AÑADEN AL PRINCIPIO DE LA FERMENTACION. UNA MEJORA DEL PROCESO CERRADO DISCONTINUO ES LA DE FERMENTACION ALIMENTADA QUE SE UTILIZA EN LA PRODUUCION DE SUSTANCIAS KOMO LA PENISILINA.

3.-FERMENTACION CONTINUA
SE ESTABLECE UN SISTEMA ABIERTO, LA SOLUCION NUTRITIVA ESTERIL SE AÑADE CONTINUAMENTE AL BIORREACTOR Y UNA CANTIDAD EQUIVALENTE DE SOLUCION UTILIZADA DE LOS NUTRIENTES CON LOS MICROORGANISMOS SE SACA SIMULTANEAMENTE DEL SISTEMA.

4.-REACTORES DE ENZIMAS O CELULAS INMOVILIZADAS
CONSISTE EN PASAR EL MEDIO FRESCO A TRAVES DE UN BIORREACTOR EN EL QUE POR DIVERSAS TECNICAS INMOVILIZO CELULAS(O ENZIMAS). EN EL BIORREACTOR SE PRODUCEN LAS TRANSFORMACIONES BIOQUIMICAS QUE DESEAMOS Y RECUPERAMOS EL PRODUCTO TRASNFORMADO TRAS SU PASO POR LA COLUMNA.