3. Visión Generalizada de un
Proceso de Fermentación
Materias Primas
Procesos Up-stream
Preparación
Inóculo
Esterilización de
Equipos
Formulación y
Esterilización del
Medio
BIORREACTOR - FERMENTADOR
Cinética de Crecimiento
y/o Producción
Fenómenos de
Transporte
Instrumentación
y Control
Procesos Down-stream
Separación
Recuperación y
Purificación
Recuperación y/o
Tratamiento de Residuos
Línea de Fondo
Regulación Economía Salud y Seguridad
4. Tipos de Biorreactores
_____________________________________________________________________________________________
Bioreactor Cell Systems Products
Design used
_____________________________________________________________________________________________
Air-Lift Bioreactor Bacteria, Yeast and SCP, Enzymes, Secondary
other fungi metabolites, Surfactants
Fluidized-Bed Immobilized bacteria, Ethanol, Secondary
Bioreactor yeast and other fungi, metabolites, Wastewater
Activated sludge treatment
Microcarrier Immobilized (anchored) Interferons, Growth factors,
Bioreactor mammalian cells on Blood factors, Monoclonal
solid particles antibodies, Vaccines,
Proteases, Hormones
Surface Tissue mammalian, tissue Interferons, Growth factors,
Propagator growth on solid surface, Blood factors,
tissue engineering Monoclonal antibodies,
Vaccines, Proteases,
Hormones
16. Fenómenos de Transferencia
•Transferencia de Masa
•Transferencia de Calor
•Transferencia de Momento
Los tres fenómenos de transferencia comparten similitudes
respecto de la manera de comportarse, así como la forma de
describirlos en términos de variables.
Tres fenómenos de transferencia que ocurren durante una
fermentación:
17. Fenómenos de Transferencia
•Temperatura: la diferencia de temperatura provoca un flujo de
calor
•Voltaje: la diferencia de voltaje provoca un flujo de corriente
eléctrica.
•Potencial químico: la diferencia de potencial químico provoca
la difusión de partículas de masa (flujo)
Variables de esfuerzo o fuerza motriz (Algunos Ejemplos):
•Calor
•Corriente eléctrica
•Masa
Variables de Flujo (Algunos Ejemplos):
Potencia, resistencia, capacidad, inercia
18. Operación de un Fermentador
•Transferencia de gases (Aireación)
•Agitación
•Condiciones de operación isotermas
El costo de operación de un biorreactor está fuertemente
influenciado por la magnitud de la aireación, agitación y el
calentamiento-enfriamiento.
19. Operación de un Fermentador
• Homogeneidad
• Suspender microorganismos u otras células (animales o
vegetales)
• Mejorar la transferencia de masa en el medio
• Dispersar las burbujas de aire (en cultivos aerobios)
Mezclado en un fermentador:
• El oxígeno tiene una muy baja solubilidad en el medio
• Un cultivo aerobio requiere de un suministro de oxígeno a
una cierta velocidad que asegure sus requerimientos
metabólicos
Aireación en un fermentador:
20. Operación de un Fermentador
• Usualmente los fermentadores se esterilizan mediante
calor húmedo.
• En los fermentadores de menor escala (laboratorio)
habitualmente es necesario suministrar calor para
mantener la temperatura constante.
• Esterilización: no constituye parte de la operación
propiamente tal
Calentamiento de un fermentador:
• En los fermentadores de mayor escala (piloto, industrial)
habitualmente es necesario remover calor para mantener
la temperatura constante.
Enfriamiento de un fermentador:
