Revolucionando el bioprocesamiento con eficiencia y precisión

En esencia, la fermentación es un proceso increíblemente vital en el campo de la biotecnología, donde se pueden fabricar diversos productos, entre ellos, productos farmacéuticos, biocombustibles, alimentos y bebidas. De todos los fermentadores que se utilizan en dichos procesos, el Fermento de puente aéreor puede ser considerado uno de los más efectivos, manejables y adecuados para impartir condiciones ideales para los microorganismos. Para aquellos que están considerando la posibilidad de un biorreactor de transporte aéreo, o incluso preguntándose sobre el puente aéreo significado En relación a la fermentación, este artículo proporciona toda la información que será útil.

¿Qué es un fermentador Airlift?

Un fermentador es un biorreactor que se utiliza para el cultivo de microorganismos en un entorno controlado con el fin de producir diferentes productos. fermentador de transporte aéreo Por ejemplo, se trata de un biorreactor que emplea la técnica de elevación de aire para reducir su medio de cultivo de manera que permita una aireación y una mezcla suficientes sin utilizar ningún impulsor. Se diferencia de otros fermentadores comunes, como los biorreactores de tanque agitado, en que incorpora una característica específica.

En otras palabras, en el fermentador de transporte aéreoLa circulación dentro del medio de cultivo se realiza mediante aire o gas, lo que lo hace eficaz para favorecer el crecimiento de microorganismos. Este método es ampliamente utilizado tanto en laboratorio como en procesos a gran escala debido a sus beneficios, que son un alto rendimiento junto con un bajo requerimiento de energía.

Entendiendo el Biorreactor Airlift

El biorreactor de transporte aéreo El fermentador funciona basándose en el concepto de que contiene dos regiones, es decir, el tubo ascendente y el tubo descendente. Estas zonas se obtienen cuando se suministra aire o gas en la parte inferior del fermentador. Este aire inyectado da lugar a la formación de burbujas que suben a través del medio de cultivo en el tubo ascendente, lo que provoca el movimiento del medio de cultivo. Con la ayuda de estas burbujas, el líquido también sube a lo largo de las burbujas, lo que da lugar a una circulación lenta que ayuda a la mezcla y al intercambio de gases.

Una vez que el aire asciende hasta la parte superior del fermentador, pasa al tubo de descenso, por donde el líquido fluye hacia abajo. Esto permite nutrir las delicadas células del cuerpo sin ejercer demasiadas fuerzas de corte sobre ellas.

Componentes clave de un fermentador de transporte aéreo

Hay que entender que una fermentador de transporte aéreo Es eficaz debido a estas partes:

• Distribuidor de gas: También se fija un distribuidor de gas en el extremo inferior del fermentador para distribuir los gases, como el aire, para mezclarlos en todo el fermentador. Esto ayuda a crear burbujas del mismo tamaño, lo que favorece el buen proceso de mezcla y también la transferencia de oxígeno.
• Tubo ascendente y descendente: El tubo de bajada y el tubo ascendente son dos de las zonas que resultan eficaces para desarrollar el patrón de circulación. El tubo ascendente está diseñado para permitir que el medio de cultivo suba junto con las burbujas de gas, mientras que el tubo de bajada se utiliza para encerrar el líquido y hacer que fluya hacia abajo con cuidado.
• Tubo de tiro: El fermentadores de transporte aéreo También puede contener un tubo de aspiración que separa la sección de subida de la de bajada. Esto genera una mejor área de contacto entre las fases de gas y líquido y, a su vez, mejora la transferencia de oxígeno, así como el rendimiento general del proceso de fermentación.
• Respiradero: Es la parte del sistema por donde salen los gases de fermentación. Normalmente se monta en la zona superior del fermentador para que la eliminación del exceso de gas no afecte a la circulación.

La ciencia detrás de la tecnología del transporte aéreo

Para poder entender la significado de puente aéreo Es fundamental apreciar el principio bastante simple pero efectivo que interviene: la elevación de gas en la circulación del medio de cultivo. Lo que es importante aquí es el contraste en la densidad de las burbujas de aire y el fluido circundante. Cuando se suministra aire al fermentador, el líquido en la sección ascendente se vuelve más ligero en comparación con el líquido en la sección descendente. Esta diferencia de densidad es responsable de la convección que mueve los nutrientes y los gases a diferentes áreas del cultivo.

Con circulación pasiva, fermentadores de transporte aéreo No requieren agitación mecánica, que suele ser costosa en términos de consumo de energía y puede introducir fuerzas de corte. Esto hace fermentadores de transporte aéreo Adecuado para cultivar cultivos sensibles al cizallamiento, como células animales o enzimas frágiles que de otro modo podrían estar sujetas a daños por cizallamiento.

Ventajas de utilizar un fermentador de elevación aérea

Las ventajas vinculadas a la aplicación de un fermentador de transporte aéreo alcanzar todos los niveles que se consideran: nivel de eficiencia, nivel de escalabilidad y nivel de uso. Ahora es necesario examinar estas ventajas con más detalle.

1. Eficiencia energética

Un beneficio que puede atribuirse a la fermentador de transporte aéreo es su característica de conservación de energía. En comparación con los fermentadores convencionales que emplean impulsores mecánicos para mezclar los medios de cultivo, el fermentador de transporte aéreo Se mezcla con aire o cualquier otro gas, lo que limita la necesidad de energía adicional en el proceso, lo que lo hace económico, especialmente cuando se aplica a gran escala.

2. Esfuerzo cortante bajo

La agitación mecánica en muchos casos genera fuerzas de cizallamiento elevadas que pueden resultar muy perjudiciales para la supervivencia de los microorganismos. fermentador de transporte aéreo Remueve el medio de una manera menos vigorosa, lo que resulta adecuado para los cultivos que requieren un entorno sin turbulencias. Esto es especialmente esencial en el crecimiento de células de mamíferos, hongos y cualquier otro organismo que sea vulnerable a impactos mecánicos.

3. Escalabilidad

Cabe señalar que uno de los atributos significativos de la fermentador de transporte aéreo es que es altamente escalable. Su diseño hace que sea fácil pasar de la escala de laboratorio a la escala industrial sin disminuir el rendimiento. Independientemente de la escala, le gustaría realizar desde una pequeña escala hasta una fermentación a gran escala, el biorreactor de transporte aéreo Se puede adaptar al tamaño deseado.

4. Mezcla uniforme y oxigenación

Se requiere una buena mezcla de gas y líquido para el crecimiento de todos los microorganismos presentes en el sistema. Y debido al flujo continuo de fermentador de transporte aéreoEl medio de cultivo se distribuye con una cantidad adecuada de oxígeno, lo que lo hace eficiente. Esto conduce a mejores factores de crecimiento, eficiencia y confiabilidad del trabajo realizado.

5. Diseño compacto

Como ya se ha señalado, la fermentadores de transporte aéreo Son bastante compactos en comparación con otros tipos de biorreactores, lo que los hace aplicables a diferentes propósitos, incluidos los científicos, industriales y de producción a escala piloto. Este diseño es muy útil cuando hay limitaciones de espacio, especialmente en un área con poco espacio.

Aplicaciones de los fermentadores Airlift

Está diseñado de tal manera que este fermentador de transporte aéreo Es útil en diversas industrias y usos, por ejemplo: Algunas áreas notables incluyen:

1. Industrias farmacéutica y biotecnológica

En la industria farmacéutica, especialmente en la producción de productos biofarmacéuticos, incluidas vacunas, hormonas, antibióticos y similares, el cultivo celular requiere fermentadores de transporte aéreoEstos delicados organismos no pueden soportar la turbulencia y las fuerzas de corte, de ahí la necesidad de crear un entorno que cumpla con los requisitos para su crecimiento y producción de los productos. Los dos procesos son delicados debido a la participación de enzimas que son muy sensibles a la temperatura, el pH y la concentración de oxígeno disuelto, por lo que los biorreactores airlift son adecuados para estos procesos.

2. Industria de alimentos y bebidas

En particular, en la industria de alimentos y bebidas, fermentador de transporte aéreo Se utiliza en la fabricación de productos como cerveza, yogur y vino. La eficiencia de transferencia de oxígeno en estos sistemas es muy vital para el crecimiento de levaduras y bacterias, que son fundamentales para la fermentación. Esto se debe a que la mezcla en el fermentadores de transporte aéreo Es suave y por lo tanto el producto final es de buena calidad.

3. Producción de biocombustibles

El etanol y el biodiésel, que son biocombustibles, se elaboran mediante un proceso conocido como fermentación que implica el uso de microorganismos, entre ellos levaduras o bacterias. Fermentadores de transporte aéreo Pueden soportar cómodamente grandes volúmenes de fermentación y, al mismo tiempo, mantener las condiciones adecuadas para la producción de biocombustibles. Estos sistemas ayudan a controlar el proceso de fermentación para que sea eficiente energéticamente y pueda ampliarse.

4. Tratamiento de aguas residuales

En el tratamiento de aguas residuales existen ciertos equipos conocidos como puente aéreo fermentadores que permiten el proceso que promueve la desintegración de la materia orgánica. Al aislar la acción microbiana, estos sistemas también mejoran la velocidad a la que se degradan los sólidos, mejorando así la eficiencia del proceso de tratamiento de aguas residuales. El entorno de baja cizalladura da como resultado la protección de los microorganismos utilizados en este proceso, mejorando así la calidad del tratamiento.

Conclusión

El fermentador de transporte aéreo Se considera que es uno de los más eficientes y adecuados para su uso en procesos de fermentación a gran escala. Debido a las bajas tasas de corte, la homogeneización, la buena aireación y las capacidades de mezcla necesarias para productos como productos farmacéuticos, biocombustibles, alimentos y soluciones de agua, es adecuado para varios procesos. Aunque existen algunas desventajas de emplear fermentador de transporte aéreo Al igual que las limitaciones de diseño y la tasa de transferencia de oxígeno, etc., sin embargo, es ampliamente preferido por las industrias para los procesos de fermentación debido a su bajo costo y alta eficiencia.

Esto se debe al avance en Biorreactores de transporte aéreo y optimizar esta técnica, lo que demuestra que el futuro de la fermentación es aún más brillante. Si está interesado en cómo fermentadores de transporte aéreo se puede utilizar en su negocio de bioprocesamiento, puede comprobarlo aquí.