Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-UNA Departamento de Biotecnologa

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-UNA

Departamento de BiotecnologaBIORREACTORESUnidad I:Reactores -Generalidades

Qu es un reactor qumico?Unreactor qumicoes un equipo en cuyo interior tiene lugar una reaccin qumica, estando ste diseado para maximizar la conversin y selectividad de la misma con el menor coste posible

Qu es un biorreactor?Es un recipiente en el que se lleva a cabo una transformacin (fermentacin)en la que interviene un biocatalizador (Enzima o clula)

Fermentacin:

Proceso realizado en un fermentador o biorreactor, mediante el cual determinados sustratos que componen el medio de cultivo son transformados por accin microbiana en metabolitos y biomasaBiorreactor ideal: FuncionesMantener las clulas uniformemente distribuidas.Mantener constante y homognea la temperatura.Minimizar los gradientes de concentracin de nutrientes.Mantener el cultivo puro.Mantener el ambiente asptico.Maximizar el rendimiento de produccin.Minimizar gastos y costos de produccin.Reducir al mximo el tiempo de proceso.Desarrollo histrico Para Atkinson, la evolucin de los procesos fermentativos se divide en tres etapas:Periodo de ignorancia( antes de 1800)Periodo de descubrimientos (1800-1900) Periodo de desarrollo industrial (despus de 1900)Caractersticas de los materiales biolgicos explotables industrialmente

Pigmentos

Liposolubles Hidrosolubles

Protenas

Modelo de explotacin de los microorganismos

Complejidad de los biorreactores- Automatizados y altamente sofisticados Simples ( Ingeniosos)

Fotobiorreactores (Columnas de burbujeo- Universidad de Antioqua)

Clasificacin de los biorreactores por su forma y tipo de agitacin

Biorreactores de columna

Biorreactor de tanque agitado

Clasificacin de Biorreactores por su Forma de Operacin, sistema o mtodo de cultivo:Biorreactor Discontinuo, de Lote (Batch)Biorreactor Discontinuo, semicontinuo o de Lote Alimentado (Feed-Bach)Biorreactor continuo o quimioestato

Evolucin de los procesos fermentativos

Principales tipos de BiorreactoresDe tanque agitadoEs el ms utilizado con un sistema de agitacin mecnico.- Agitacin continua- Aire inyectado por la parte inferior- Temperatura controlada

Principales tipos de BiorreactoresDe columnaSon de burbujeosimple perorequieren diseodetallado. Los aspersoresde gas dinmicosy estticos seemplean para laproduccin deburbujas, lo queda lugar a unaamplia variedadde biorreactores.

Tipo de Biorreactores. Modo de operacinBatch (discontinuo)Se carga un total de la especie a reaccionar, que se consume hasta generar los productos

Tipo de Biorreactores. Modo de operacinBatch alimentado (semicontinuo)- Por lotes alimentados, con alimentacin de entrada, para que el sistema de cultivo tenga un producto (biomasa) con mximo de crecimiento (exponencial) y aumente la productividad.

Continuo -Posee una alimentacin continua y el producto fluye hacia afuera. Cuando llega al equilibrio su crecimiento es a una velocidad constante.

Ejemplos de biorreactores especiales-Fotobiorreactores abiertos y cerrados

Aplicaciones Tratamiento de aguas residuales

Aplicaciones Fermentacin alcohlica

Aplicaciones Obtencin de suspensiones celulares

Obtencin de tejidos vegetales y animales

Obtencin de enzimas