Ehilà! Come fornitore di reattori, per anni mi sono immerso in profondità nel mondo dei bioreattori. I bioreattori sono molto importanti in vari settori, come i prodotti farmaceutici, il cibo e le bevande e la produzione di biocarburanti. Sono fondamentalmente vasi in cui le reazioni biologiche si verificano in condizioni controllate. Quindi, diamo un'occhiata più da vicino ai diversi tipi di bioreattori là fuori.
Agitato - bioreattori del serbatoio
Uno dei tipi più comuni è il bioreattore a serbatoio agitato. È come una grande ciotola per le reazioni biologiche. In questa configurazione, c'è un serbatoio in cui viene posizionato il mezzo biologico, come una coltura di cellule o microrganismi. Un agitatore, di solito una girante guidata dal motore, viene utilizzato per mescolare il contenuto. Questa miscelazione aiuta in diversi modi. Assicura che i nutrienti siano distribuiti uniformemente in tutto il mezzo, quindi tutte le cellule ottengono ciò di cui hanno bisogno per crescere e prosperare. Aiuta anche nel trasferimento di ossigeno. La maggior parte delle reazioni biologiche richiede ossigeno e l'agitatore aiuta a rompere le bolle d'aria e disperderle uniformemente nel liquido, assicurandosi che le cellule possano accedere all'ossigeno di cui hanno bisogno.
Mescolato - I bioreattori del serbatoio sono disponibili in diverse dimensioni, da piccoli laboratorio - in scala che possono contenere solo pochi litri a grandi reattori in scala industriali che possono contenere migliaia di litri. Sono piuttosto versatili e possono essere utilizzati per una vasta gamma di applicazioni, sia che tu stia coltivando batteri per produrre antibiotici o lieviti per la birra. Se sei interessato a un bioreattore ad alta qualità agitato - serbatoio fatto in acciaio inossidabile, puoi controllare il nostroReattore chimico in acciaio inossidabile.
Bioriseattori del ponte aereo
I bioreattori del ponte aereo funzionano in modo leggermente diverso. Invece di usare un agitatore meccanico, si basano sull'aria per creare l'azione di miscelazione. Esistono due parti principali in un bioreattore aereo: il riser e il downcente. L'aria viene introdotta nella sezione RISER. Man mano che l'aria aumenta, crea una differenza di densità tra il riser e il downcente. Questa differenza di densità fa circolare il liquido tra le due sezioni.
Il vantaggio dei bioreattori del ponte aereo è che hanno meno probabilità di danneggiare le cellule sensibili rispetto ai bioreattori del serbatoio agitato. La miscelazione è più delicata, quindi le cellule che sono facilmente danneggiate dalle forze di taglio possono crescere meglio in un bioreattore aereo. Sono anche energia efficienti perché non hanno bisogno di un motore grande per alimentare un agitatore. Se sei sul mercato per un bioreattore a aereo in acciaio in acciaio, il nostroReattore in acciaio inossidabilePotrebbe essere un'ottima opzione per te.
Imballato - Bioreattori a letto
Imballato - I bioreattori del letto sono un altro tipo. In questi reattori, un materiale di supporto solido è imballato all'interno di una colonna. Il mezzo biologico scorre attraverso questo letto confezionato. Il supporto solido fornisce una superficie alle cellule o ai microrganismi a cui collegare. Ciò è utile per le applicazioni in cui si desidera mantenere le cellule in una posizione specifica e avere un flusso continuo di nutrienti e reagenti su di esse.
Ad esempio, in alcuni processi di trattamento delle acque reflue, possono essere utilizzati i bioreattori a letto confezionati per rimuovere gli inquinanti. I microrganismi attaccati al letto confezionato abbattono gli inquinanti mentre le acque reflue scorre attraverso. Una delle sfide con i bioreattori a letto confezionato è che possono esserci problemi con l'intasamento se la portata è troppo alta o se ci sono grandi particelle nel mezzo. Ma con una progettazione e manutenzione adeguate, possono essere molto efficaci. Se stai prendendo in considerazione un bioreattore a letto inossidabile - imballato in acciaio, dai un'occhiata al nostroAcciaio inossidabile del reattore.
Fluidizzato - Bioreattori a letto
Fluidizzato - I bioreattori a letto sono simili ai bioreattori a letto impacchettato in qualche modo, ma la differenza chiave è che le particelle di supporto solido sono in uno stato fluidizzato. Il flusso verso l'alto del liquido o del gas attraverso il reattore viene regolato in modo che le particelle solide siano sospese e si muovano liberamente all'interno del reattore. Questo crea un ambiente molto dinamico in cui le cellule attaccate alle particelle hanno un buon accesso a nutrienti e ossigeno.
Fluido: i bioreattori del letto sono ottimi per le applicazioni in cui è necessario un alto tasso di trasferimento di massa. Il movimento costante delle particelle assicura che esista uno scambio continuo di sostanze tra le cellule e il mezzo. Sono anche buoni per i processi che richiedono una grande superficie per le reazioni, come alcune reazioni enzimatiche.
Bioreattori a membrana
I bioreattori a membrana combinano il trattamento biologico con la filtrazione della membrana. Esistono due tipi principali: bioreattori a membrana sommersa e bioreattori a membrana laterale. In un bioreattore a membrana sommersa, le membrane sono posizionate direttamente nel reattore biologico. I microrganismi abbattono la materia organica nel mezzo e le membrane filtrano i solidi e altre impurità.
Lato - i bioreattori della membrana di flusso hanno le membrane al di fuori del reattore biologico principale. Una parte dell'effluente del reattore viene pompata nell'unità di membrana per la filtrazione. I bioreattori a membrana sono ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque reflue perché possono produrre effluenti di alta qualità con bassi livelli di solidi sospesi. Sono anche utili in alcune applicazioni di bioprocesso in cui è necessario separare le cellule o i prodotti dal mezzo.
Photobioreattori
I fotobioreattori sono progettati specificamente per organismi fotosintetici come le alghe. Questi reattori devono fornire la giusta quantità di luce per la fotosintesi. Esistono diversi design di fotobioreattori, tra cui fotobioreattori tubolari e fotobioreattori piatti.
I fotobioreattori tubolari sono costituiti da lunghi tubi in cui vengono coltivate le alghe. I tubi sono generalmente realizzati con materiali trasparenti in modo che la luce possa penetrare. Flat - i fotobioreattori del pannello, d'altra parte, hanno una forma piatta e rettangolare. Possono fornire una grande superficie per l'esposizione alla luce. I fotobioreattori sono importanti per applicazioni come la produzione di biocarburanti da alghe o la produzione di composti ad alto valore come pigmenti e antiossidanti.
Batch, Fed - Batch e Bioreattori continui
Possiamo anche classificare i bioreattori in base alla loro modalità operativa. I bioreattori batch sono come sistemi chiusi. All'inizio aggiungi tutti i nutrienti e le cellule e la reazione funziona fino al termine. Una volta completata la reazione, raccogli i prodotti e pulisci il reattore prima di iniziare un nuovo lotto.
Fed - I bioreattori batch sono un po 'diversi. Inizi con una certa quantità di mezzo e cellule, quindi aggiungi più nutrienti gradualmente durante la reazione. Ciò consente di controllare il tasso di crescita delle cellule e ottimizzare la produzione del prodotto desiderato.
I bioreattori continui sono sistemi aperti. Aggiungi continuamente Medium freschi e rimuovi il prodotto e medio esaurito. Ciò consente un tasso di produzione costante e può essere più efficiente in alcuni casi. La scelta della modalità operativa dipende dai requisiti specifici del processo, come il tipo di organismo che stai coltivando e il prodotto che stai cercando di produrre.
Quindi, eccolo qui: una carrellata dei diversi tipi di bioreattori. Ogni tipo ha i suoi vantaggi ed è adatto a diverse applicazioni. Che tu sia un piccolo laboratorio di ricerca che cerca un bioreattore compatto o un grande impianto industriale che necessita di una capacità elevata, ti abbiamo coperto. Se sei interessato ad acquistare un bioreattore o hai domande su quale tipo sarebbe meglio per le tue esigenze, non esitare a raggiungere. Siamo qui per aiutarti a trovare la soluzione perfetta per i tuoi requisiti di bioprocessing.
Riferimenti
- Baily, Je, & Ollis, DF (1986). Fondamenti di ingegneria biochimica. McGraw - Hill.
- Shuler, ML e Kargi, F. (2002). Ingegneria del bioprocesso: concetti di base. Prentice Hall.