UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL CENTRO Ing. en Biotecnología 7mo. cuatrimestre Ingeniería de Biorreactor es Profesora: I.B.Q. Fanny Guadalupe Jáuregui Go nzáles. lumno : lan Ga!rie l " a rgas #i$as %atrícu la:&&' ()( Periodo *uatrimestral: +eptiem!re , -iciem!re Investigación.- Modos de Operación de los Biorreactores.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
El biorreactor es el centro de todo proceso biotecnológico. El diseño y análisis del
comportamiento de un biorreactor dependen del conocimiento de la cinética de lasreacciones biológicas y de los balances de materia y energía. En la práctica, esta
metodología se hace muy compleja debido a la naturaleza de la catálisis biológica
y del caldo de fermentación, los cuales puede tener propiedades que arían con el
tiempo y presentar patrones cinéticos y de flujo muy complejos. !demás, los
procesos de la transferencia de masa y calor añaden complejidad al problema.
En términos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones
ambientales propicias "p#, temperatura, concentración de o$ígeno, etcétera% al
organismo o sustancia química que se cultia. En función de los flujos de entrada
y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres modos distintos& mododiscontinuo o batch "por lote% , modo semicontinuo o fed 'batch y modo continuo.
Esta es una clasificación operatia y se aplica a cualquier reactor, sea químico o
biológico "biorreactor%. En los reactores biológicos el modo de operación define el
sistema de cultio que es el mismo y delimita la clasificación procesal(productia
del bioproceso "cultio%. !l operar un biorreactor en una determinada categoría
"discontinuo, semicontinuo, continuo%, automáticamente queda determinado el
modo de cultio del sistema y se definen los parámetros y las características
operatias y de diseño que interienen en el proceso productio del sistema.
Modo discontinuo o batch (por lote).
Es el más utilizado por su sencillez. El crecimiento de microorganismos en batch
se refiere a que las células se cultian en un recipiente de concentración inicial, sin
que sea alterada por nutrientes adicionales o el laado, por lo que el olumen
permanece constante y sólo las condiciones ambientales del medio "p#,
temperatura, la elocidad de agitación, etc.% son controladas por el operador. El
proceso finaliza cuando todo el sustrato es consumido por la biomasa. Esta forma
de cultio es simple y se utiliza e$tensamente tanto en el laboratorio como a
escala industrial.
)e trata de sistemas cerrados en los que no se arían e$ternamente las
condiciones iniciales "lo que supone que la composición del medio a ariando
continuamente en el tiempo conforme se desarrolla el cultio%, con la e$cepción
a% !dición de antiespumantes, debido a que la espuma puede generar
diferencias de temperatura y concentraciones dentro del tanque.b% !dición de o$ígeno.c% !dición de buffers, para eitar las ariaciones de p# originadas por la
actiidad microbiana, que pueden alterar el
desarrollo microbiano y la producción.
Es simplemente un reactor con un agitador
que homogeneiza la mezcla. Es esencialmente un
tanque en el que se ha permitido que ocurra una
reacción.
*as entajas del reactor mienten con su
fle$ibilidad. +n solo recipiente puede realizar una secuencia de diersas
operaciones sin la necesidad de romper la contención. Esto es particularmente til
cuando se procesan tó$icos o componentes altamente potentes.
! pesar de que estos reactores son muy usados en procesos industriales y
aplicaciones de control de contaminación, para el tratamiento de aguas residuales
son poco prácticos pues se necesita tener entrada y salida de agua para que se
puedan tratar olmenes de agua residual considerables.
-ara entender un poco más estos reactores, se plantea la ecuación de balance de
En la siguente tabla, se resumen algunas de las distintas formas de operación deun reactor biológico y considerando su productiidad en relación al tiempo&
En la siguente tabla, se resumen algunas de las distintas formas de operación deun reactor biológico y considerando su productiidad en relación al tiempo&
Modo deoperación
Comentarios Curva: concentración-tiempo
Balance de masaen un reactor ideal
Por lotes
Inoculación y cara detodos los nutrimentosy sustratos al mismo
tiempo y hastaconsumo total
Por lotes conalimentaciónintermitente
!arios es"uemasvolumen # tiempo y
velocidades dealimentación
Cultivo continuo(quimiostato)
Con flu$os de entrada yde salida del medio dereacción. %l reactor sedenomina quimiostato&en a"uellos casos en
=iseAo de una planta piloto para la producción de bioetanol:'ne8o > # Biorreactores. ,ecuperado de:http:bibin.us.esproyectosabreproy*Dfichero'ne8oE*F*G'2%H0>.pdf