Selección de un biorreactor-fermentador y su Diseño

Preguntas generales

Para adoptar un proceso que funciona bien en el laboratorio y el establecimiento de un procedimiento comercial, el primer paso será identificar qué tipo de bioreactores fermentadores serán adecuados a gran escala. Muchos de los experimentos de laboratorio pueden haber sido llevados a cabo en matraces Erlenmeyer o con delgados lechos de relleno, pero las versiones más grandes de estos probablemente no sean las adecuadas para la producción a gran escala.

Muchas consideraciones deben tenerse en cuenta al seleccionar un bioreactor fermentador, sino una cuestión clave es: «¿Qué criterio puedo usar para comparar diferentes biorreactores fermentadores y diferentes condiciones de operación con el fin de ser capaz de terminar con el mejor sistema posible para mi proceso en particular? «es evidente que el mejor criterio a utilizar es el rendimiento económico del proceso. Sin embargo, los procesos SSF no se han analizado lo suficiente para permitir estimaciones precisas de los costes operativos y de capital para nuevos procesos. De hecho, en la actualidad la única manera de comparar el rendimiento económico de los sistemas sería construir y operar una versión a escala completa de cada dispositivo y registrar sus costos operativos y de capital. Es probable pase bastante tiempo antes de que sea posible utilizar el rendimiento económico como criterio para guiar la.

En ausencia de información suficiente sobre la economía de los procesos SSF, el objetivo debe ser entonces maximizar la productividad del equipo, en términos de la formación de producto, que podrían ser biomasa o un metabolito. En otras palabras, el criterio es la tasa de producción en kg de producto por m3 de volumen del mecanismo. Por supuesto, si la cama de sustrato no es homogénea, será necesario calcular la productividad sobre la base de la evolución de la curva de » volumen – peso de biomasa (o producto)». Lo que se busca es la combinación de la estrategia de operación del biorreactor fermentador y el tiempo de la cosecha que le dará el mayor valor para:

donde Pr es la productividad (kg h-1 m-3), Xharvest es la cantidad de biomasa (o producto) en el momento de la cosecha (kg), Xinitial es la cantidad de biomasa (o producto) en el tiempo cero (kg) , TProcess es el tiempo de proceso total (el tiempo entre cosechas sucesivas, h), y Vbioreactor es el volumen del biorreactor (m3).

Por lo tanto la selección se guiará por las respuestas a varias preguntas clave sobre los factores que afectan la productividad. Estos se expondrán en nuestro siguiente post, así que estén pendientes.

Más información de biorreactores fermentadores en esta sección