Categorías
Biorreactores

Acercamiento a los biorreactores

Cuando hablamos de biorreactores lo primero que se nos viene a la mente es que es un equipo complejo que sirve para la generación de productos biotecnológicos. Sin embargo, no es así. Un biorreactor se puede considerar a cualquier recipiente en donde se realicen reacciones biológicas, esto es que, microorganismos, células o enzimas realicen alguna actividad. Esto quiere decir que si yo dejo en un vaso un poco de café con azúcar y después de varios días vi que creció un hongo el vaso ¿Se volvió un biorreactor? Así es, si hay crecimiento de un microorganismo, célula o se realiza alguna reacción biológica se puede considerar que ese recipiente es un biorreactor. Sin embargo, es posible observar que en el vaso de café creció un hongo que no sabemos que especie es, ni tampoco si produce algún producto que deseamos generar. Entonces ¿Qué es un biorreactor? Un biorreactor lo podemos definir como un recipiente en donde queremos realizar el crecimiento de microorganismos seleccionado, células o enzimas que conocemos y que sabemos generan un producto deseado. De acuerdo con la definición es necesario conocer previamente el microorganismo, célula o enzima, así como, su metabolismo y los compuestos que producen y sus necesidades nutricionales y ambientales para producir lo que deseamos. Entonces observamos que en un biorreactor es necesario agregar todos los nutrientes y las condiciones de temperatura, pH, aireación y agitación que los microorganismos necesitan para crecer y generar los productos deseados. Sin embargo, para garantizar que solo los microorganismos adicionados sean los únicos que crezcan, es necesario esterilizar el biorreactor para que todo microorganismo no deseado sea eliminado del equipo y al momento de agregar nuestro microorganismo (inocular), sea el único presente y tenga un buen crecimiento, asegurando la calidad de nuestros productos y costos de proceso. Al ser necesario medir y controlar el pH durante el proceso, los biorreactores cuentan con un sensor de pH que evalúa en línea el valor del pH y si existe alguna modificación del pH deseado, se tienen bombas peristálticas que se activan para la adición de una solución ácida o alcalina según se requiera y ajustar el pH en los valores deseados. Para el caso del oxígeno, también se tiene un sensor que mide el contenido de oxígeno disuelto en el medio de cultivo. Si baja el contenido de oxígeno disuelto es necesario incrementarlo y se tienen dos opciones, la primera incrementando la velocidad de agitación y la segunda aumentando el volumen de aire adicionado el biorreactor. Sin embargo, es necesario considerar que la agitación puede causar estrés a los microorganismos (estrés de cizalla), lo cual puede provocar inhibición y/o muerte del microorganismo. Así que es necesario conocer la agitación máxima que soporta el microorganismo y evitar estos problemas de proceso. Otro sensor fundamental en los biorreactores es la temperatura. Los biorreactores cuentan con varios sensores de temperatura e incluso con válvulas de seguridad para garantizar las temperaturas adecuadas en los procesos. El principal sensor de temperatura es el que se encuentra directamente en el tanque, ya que señala cual es la temperatura del medio de cultivo. Es importante saber que el sensor sea capaz de medir por lo menos hasta 130oC, debido a que durante la esterilización se llega a temperaturas de 121oC. Ya durante el proceso de crecimiento y producción por parte de los microorganismos, las temperaturas son cercanas a la temperatura ambiente generalmente (entre 10 y 40oC). para controlar la temperatura en este caso hay biorreactores que cuentan con sistemas de enfriamiento y calentamiento incluidos. Algunos otros, requiere de sistemas externos para calentar y/o enfriar el agua para el control de temperatura. De cualquier forma es preferible que el control de la temperatura sea automático y evitar que por variaciones de la temperatura se tengan problemas en el crecimiento de los microorganismos y/o en la producción de metabolitos. La esterilización es otra actividad que se debe hacer en los biorreactores. Los biorreactores a nivel laboratorio normalmente se esterilizan en un autoclave. Es necesario que el biorreactor tenga todas las conexiones necesarias incluyendo si es posible las mangueras y frascos para la adición de soluciones que controlen el pH del proceso y al final ponerlo en el autoclave bajo las condiciones de esterilización que van desde 12oC de temperatura y 1.5 kg/cm2 de presión. En un biorreactor a nivel piloto o industrial, se necesita un sistema de calentamiento que garantice llegar también a la temperatura y presión mencionadas. Biorreactores piloto pueden llevar una resistencia térmica que puede estar en contacto directo con el medio de cultivo o de forma externa situada en la chaqueta y calentar una solución (principalmente aceites) para garantizar que suba a las condiciones deseadas de esterilización. Biorreactores más grandes normalmente requieren de vapor que se hace circular por una chaqueta. El vapor es producido por una caldera externa que garantice el volumen de vapor necesario para lograr la esterilización del biorreactor en el tiempo deseado. Como podemos observar un biorreactor por tanto está diseñado para el crecimiento de microorganismos y producción de metabolitos, garantizando esterilidad y condiciones de operación como agitación, pH, temperatura y oxígeno disuelto deseados. Todas estas variables normalmente son controladas automáticamente por un sistema de control y actuadores que permiten la apertura de válvulas automáticas, bombas alimentadoras, motores de agitación etc. que permitan lograr en tiempo real las condiciones de operación deseadas en cada proceso. Los biorreactores de Inoximexico cuentan con el diseño más moderno e ideal para garantizar que todas y cada una de las variables de control y medición se realicen en tiempo real con un sistema automático que permite la comunicación entre el operador y el equipo garantizando que cada una de las variables será controlada bajo las especificaciones del usuario. La información del proceso podrá ser recuperada de forma sencilla y amigable para el procesamiento de la información que la empresa requiera. Es posible observar en tiempo real las gráficas de temperatura, pH, O2 disuelto y agitación en la pantalla de control y monitoreo.

 

 

Categorías
Biorreactores

¿Qué es un Biorreactor y para qué sirve?

¿Has escuchado hablar sobre biorreactores? En este artículo vamos a decirte a grandes rasgos que es y para que funciona, pero sobre todo: que puedes generar con este equipo especializado.

¿Qué es un biorreactor? Partimos de esta premisa, sin embargo, nos interesa explicarte: ¿para qué sirve un biorreactor? ¿qué se obtiene de un biorreactor? y sobre todo, ¿como emprender con un biorreactor?

La función del fermentador o biorreactor es proporcionar un entorno adecuado en el que un organismo pueda producir eficientemente un producto objetivo -el producto objetivo puede ser la biomasa celular, el metabolito y el producto de bioconversión. Debe estar diseñado de forma que sea capaz de proporcionar los entornos o condiciones óptimas que permitan apoyar el crecimiento de los microorganismos. Un biorreactor es un sistema en el cual es posible medir y controlar las condiciones tales como: pH, temperatura, presión, oxigenación, entre otras, con el fin de crecer distintos tipos de microorganismos. En este tipo de equipamientos especializados, algunos de los factores principales para tomar en cuenta son: – Facilidad de limpieza y sanitización – Excelente difusión y transferencia de oxígeno – Agitación mecánica para garantizar no generar gradientes de concentración ni temperatura – Control de pH, OD (oxígeno disuelto) y temperatura como mínimo. ¿Qué productos se pueden obtener de un biorreactor? Son utilizados para distintas industrias: – Medicamentos – biofertilizantes – enzimas – levaduras – ácido láctico

¿Dónde se utilizan los biorreactores? – Salud: producción de hormonas y otros medicamentos, antibióticos, vacunas, cultivos de células animales. – Sector Pecuario: nutrición animal, producción de vacunas y antibióticos. – Agricultura: en los cultivos de células vegetales, fertilizante compuesto, biopesticidas, biofertilizantes, inoculantes, entre otros. – Alimentación: Levaduras para la producción de panes, quesos, cerveza, vino, proteína unicelular, pre-bióticos, pro-bióticos – Industria Química: En la industria cosmética en la producción de ácidos orgánicos, enzimas, bio-polímeros que son aditivos para estos productos. – Energía: en la producción de etanol, biogás, biodiesel, biomasa. – Medio Ambiente: recuperación de petróleo, biorremediación y tratamiento de residuos

 

 

 

Categorías
Biorreactores

Biorreactores en el sector Agro

En busca de soluciones más eficientes y sostenibles, la industria agro está adoptando tecnologías innovadoras. Los biorreactores se han convertido en una herramienta clave en este proceso, permitiendo un control preciso y optimizado del cultivo de microorganismos y células vegetales. En este artículo, exploraremos los beneficios que los biorreactores brindan a la industria agro, desde la mejora de la producción hasta la reducción del impacto ambiental. Descubramos cómo esta tecnología está allanando el camino hacia una agricultura más rentable y sostenible, sentando las bases para el futuro de la producción de alimentos.

Mejora de la producción y la eficiencia: Los biorreactores permiten el cultivo controlado de microorganismos o células vegetales en condiciones óptimas. Al proporcionar un entorno altamente controlado, los biorreactores pueden optimizar el crecimiento, la reproducción y la productividad de los organismos utilizados en la industria agro, lo que conduce a una mejora en la producción y la eficiencia global.

Desarrollo y optimización de procesos: La adquisición de un biorreactor permite a las empresas agroindustriales desarrollar y optimizar procesos biotecnológicos en un entorno de laboratorio o a escala piloto. Los biorreactores permiten la investigación y la evaluación de diferentes estrategias de cultivo, condiciones de fermentación, adición de nutrientes y otros parámetros clave.

Control y monitoreo precisos: Los biorreactores modernos están equipados con sensores y sistemas de monitoreo avanzados que permiten un control preciso de las variables de cultivo, como la temperatura, el pH, la concentración de oxígeno, la agitación y la alimentación de nutrientes.

Sostenibilidad y reducción de impacto ambiental: En la industria agro, la adquisición de un biorreactor puede alinear los procesos productivos con objetivos de sostenibilidad y reducción del impacto ambiental. Los biorreactores pueden utilizarse para la producción de forma más eficiente y sostenible, utilizando menos recursos como agua, energía y materiales, en comparación con los métodos tradicionales de producción agrícola.

Diseñamos y fabricamos biorreactores personalizados. Obtén mayor control y eficiencia en tus procesos. Además, al ser fabricados en México, garantizamos calidad, soporte local y contribuimos al desarrollo de la industria biotecnológica nacional.

Categorías
Industria Alimenticia

Biofertilizantes vs Fertilizantes Químicos

En esta ocasión, hablaremos sobre un tema que cada vez está ganando más relevancia en el mundo de la agricultura y la sostenibilidad: los biofertilizantes. En comparación con los fertilizantes químicos tradicionales, los biofertilizantes ofrecen numerosos beneficios para el suelo, las plantas y el medio ambiente en general. En este artículo, exploraremos las diferencias entre los biofertilizantes y los fertilizantes químicos, analizando cómo los biofertilizantes pueden mejorar la calidad de los cultivos y reducir la dependencia de los químicos tóxicos. Acompáñanos en este viaje para descubrir cómo los biofertilizantes pueden marcar la diferencia en la agricultura sostenible.

BIOFERTILIZANTES

Los biofertilizantes son productos biológicos que contienen microorganismos vivos que mejoran el crecimiento y la nutrición de las plantas. A continuación se presentan algunos de los principales beneficios de los biofertilizantes en comparación con los fertilizantes químicos:

  • Mejoran la fertilidad del suelo.
  • Incrementan la absorción de nutrientes.
  • Reducen la dependencia de los fertilizantes químicos.
  • Son más sostenibles.
  • No son tóxicos.

En general, los biofertilizantes son una opción más saludable y sostenible para fertilizar los cultivos y mejorar la salud del suelo.

FERTILIZANTES QUÍMICOS

Aunque los fertilizantes químicos son ampliamente utilizados en la agricultura moderna, existen varias desventajas asociadas con su uso. A continuación se presentan algunos de los principales contras de los fertilizantes químicos:

  • Contaminación del suelo y del agua
  • Pérdida de fertilidad del suelo.
  • Costo económico.
  • Impacto en la biodiversidad.
  • Resistencia de las plagas.

Los biorreactores son una herramienta útil en la producción de biofertilizantes, ya que permiten la producción controlada y eficiente de microorganismos beneficiosos para la agricultura. A continuación, se presentan algunos de los principales pros de los biorreactores en la producción de biofertilizantes:

Control de las condiciones de cultivo: Los biorreactores permiten un control preciso de las condiciones de cultivo, como la temperatura, pH, agitación y nutrientes, lo que garantiza un crecimiento óptimo de los microorganismos beneficiosos para la producción de biofertilizantes.

Producción eficiente.

Pureza y calidad del producto.

Reducción de residuos.

Sostenibilidad.

Chandra, R., & Yadav, S. (2011). Environmental impact of chemical fertilizer and alternatives in agriculture: a review. Journal of Cleaner Production, 19(12), 1129-1138.

Categorías
Biorreactores

¿Cómo elegir un biorreactor?

Requisitos de los biorreactores

La elección de un equipo biorreactor no es una cosa sencilla, pero existen puntos generales básicos que debes de conocer antes de elegir un biorreactor independientemente el equipamiento que requiera tu industria.

Debido a las exigencias mencionadas de los sistemas biológicos sobre su entorno, no existe un biorreactor universal. Sin embargo, los requisitos generales del biorreactor son los siguientes:

  1. El recipiente debe ser lo suficientemente robusto y resistente como para soportar los distintos tratamientos necesarios, como la exposición a altas temperaturas, presión y productos químicos fuertes, así como los lavados y las limpiezas.
  1. El recipiente debe poder esterilizarse y mantener unas condiciones asépticas estrictas durante largos periodos del proceso de fermentación real.
  2. El recipiente debe estar equipado con agitadores o mezcladores para garantizar que los procesos de transferencia de masa se produzcan de forma eficiente.
  1. Debe tener sensores para supervisar y controlar el proceso de fermentación.
  2. Debe estar provisto de un punto de inoculación para la transferencia aséptica en el inóculo.
  3. Válvula de muestreo para extraer una muestra para diferentes pruebas.
× ¿Alguna duda?