Biorreator 150l

Tipos de biorreatores de 150L

Biorreatores são vasos de grande escala usados para cultivar células ou tecidos em um ambiente controlado. Um **biorreator de 150L** é um biorreator com volume de 150 litros, que está em alta demanda como o piloto ideal para várias indústrias, etc.

• Princípio de funcionamento simples

  Biorreatores de 150L usam lotes de produtos. Nutrientes para produtos são adicionados ao biorreator de células ou produtos. No caso de fermentação, entre outros, o produto desejado surgirá das interações celulares com os produtos alimentares. No entanto, é importante notar que não há nenhum produto alimentar adicionado previamente ao biorreator porque impõe requisitos adicionais em termos de condições estéreis.

• Tipos

  Existem vários tipos de biorreatores, dependendo de como eles funcionam e controlam o processo de fermentação/bioquímico. A distinção básica entre eles é se são do tipo batelada ou contínuos, como descrito anteriormente. No entanto, uma distinção adicional é se são biorreatores de tanque agitado ou biorreatores de arraste de ar.

  Biorreatores de tanque agitado

  Como o nome sugere, eles compreendem um tanque que é agitado por um impelidor que funciona com diferentes motores e eixos. O processo conhecido como fermentação mistura a parte fermentada e aquela que ainda não foi infectada com bactérias. A fermentação, por sua vez, permite o processo de interação química e sucesso dentro do biorreator.

Biorreatores de tanque agitado usam vários tipos de impelidores. Impelidores em forma de turbina semelhantes aos usados em carros são comuns, assim como impelidores em forma de disco e axiais. O uso daqueles mais próximos do tipo axial, que são bastante semelhantes a motores a jato, oferece várias vantagens. Por exemplo, o número de etapas necessárias para atingir a fermentação desejada é menor do que com os convencionais em forma de turbina. Além disso, menos energia é necessária para atingir a dispersão dos elementos químicos, levando a um ganho adicional em eficiência.

• Biorreatores de arraste de ar

  Esses biorreatores são comumente usados como consequência da iluminação necessária para que as interações químicas sejam possíveis. Eles usam um mecanismo de elevação de gás para agitar o líquido dentro do tanque de biorreação. Eles podem ser cilindros altos ou tanques retangulares. Seguindo as bolhas de ar subindo, o líquido se mistura, e os produtos junto com os nutrientes, etc., se movem para cima e para baixo no tanque, onde as interações microbianas ocorrem e as reações químicas ocorrem.

  Um dos benefícios dos biorreatores de arraste de ar é que eles precisam de menos energia do que os biorreatores de tanque agitado. Isso é consequência do uso de jatos de ar no lugar de motores e eixos para agitar o líquido cultural.

  Ao contrário, os biorreatores de arraste de ar podem não ser adequados para todos os tipos de produtos químicos ou medicamentos. Por exemplo, células maiores podem se romper devido ao fluxo turbulento fornecido dentro de biorreatores de tanque agitado. Além disso, a eficiência desses biorreatores pode ser menor ao misturar líquidos de diferentes densidades.

Especificações e manutenção de biorreatores de 150L

As especificações exatas de um biorreator de 150L variam dependendo do tipo de biorreator que ele é - microbiano, anaeróbico, fotobiorreator, e assim por diante.

• Parâmetros de design

  O volume útil é de 150 L, mas o volume total será ligeiramente maior do que isso. Por exemplo, em um biorreator de mamíferos de 150L, o volume total seria em torno de 200 - 225L. O biorreator tem uma proporção altura/diâmetro de 3:1. O biorreator teria uma construção em aço inoxidável com conexões sanitárias, e também teria várias portas, filtros estéreis e amostragem bifásica para manuseio eficaz e fácil do meio.

• Controles e automação

  Em um biorreator de 150L, haveria um controlador de bioprocessos com controles baseados em PLC e SCADA para automação dos processos. Haverá monitoramento em tempo real e aquisição de dados para o biossistema. Haverá também um painel de status e login de gerenciamento de usuários para o manuseio do biossistema. O biossistema também terá uma capacidade de detecção de contaminação microbiana que inclui sistemas suportados por PCR e sequenciador de DNA.

• Upstream e downstream

  Em uma seção upstream, o biorreator terá preparação de meio e fermentador, desenvolvimento de inóculo, cultura celular e fermentação. Em uma seção downstream, terá recuperação de produto, purificação e separação.

• Recursos de segurança e conformidade

  Um biorreator de 150L terá segurança e conformidade com vários regulamentos relacionados ao manuseio e exposição. Terá bioexclusão de baixo fluxo de ar com filtragem para redução de 3-5log. Haverá um sistema PIMS e equipado com registros eletrônicos computadorizados para trilhas de auditoria e interfaces PIMS/MES. Haverá também um bioprocesso personalizado, bem como registradores de dados para o sistema.

Manutenção

A manutenção do biorreator é feita sob a supervisão de especialistas qualificados. Os especialistas garantem que todos os requisitos de conformidade para o sistema sejam verificados periodicamente. Os exteriores e interiores do sistema são limpos periodicamente e totalmente esterilizados antes de qualquer cultura ser adicionada para garantir que não haja contaminação.

Qualquer parte do biorreator que precise ser exposta a células vivas após a esterilização terá uma técnica estéril sem toque. Os especialistas garantirão que o biorreator seja calibrado não apenas no momento da instalação, mas também periodicamente para garantir que todas as leituras e medições sejam precisas. O biorreator terá um processo de limpeza no local (CIP) e outros processos automatizados para manutenção de rotina. Os parâmetros operacionais do biorreator serão registrados para garantir que não haja desvios das linhas de base estabelecidas.

Cenários de biorreatores de 150L

Biorreatores são usados em várias indústrias, incluindo farmacêuticas, alimentos e bebidas, tratamento de águas residuais, energia e agricultura.

• Farmacêutica: Um biorreator de 150L é ideal para produção em pequena escala na indústria biofarmacêutica. Ele pode ser usado para produção de anticorpos, proteínas terapêuticas, desenvolvimento de vacinas ou terapia celular.
• Alimentos e bebidas: Biorreatores de 150L são usados na indústria de alimentos e bebidas para fermentação. Isso pode incluir a produção de iogurte, cerveja, kombucha, kefir ou outros produtos fermentados. Eles também são usados para o cultivo de probióticos, que são bactérias benéficas adicionadas a certos produtos alimentares.
• Tratamento de águas residuais: No tratamento de águas residuais, um biorreator de 150L pode fazer parte de uma planta piloto usada para testar novas tecnologias de tratamento ou otimização de processos existentes em escala municipal ou industrial.
• Energia: Quando usado na indústria de energia, um biorreator de 150L pode ser empregado na produção de biocombustíveis, como etanol ou biodiesel, por meio de fermentação microbiana ou digestão anaeróbia.
• Agricultura: Na agricultura, um biorreator de 150L pode ser usado para a produção em massa de microrganismos benéficos, como rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (PGPR), fungos micorrízicos ou bactérias fixadoras de nitrogênio.

Como escolher um biorreator de 150l

Existem muitas coisas a considerar ao comprar um biorreator para uso comercial. Esses incluem a demanda dos clientes, o fornecimento disponível, o orçamento e os possíveis retornos sobre o investimento.

Quando se trata de clientela, é melhor pesquisar quais empresas usarão o biorreator. Indústrias de maior escala, como a indústria farmacêutica, precisarão de um biorreator de pelo menos 500 litros. Como o requisito mínimo para os clientes é de 500 litros, os biorreatores de 150 litros podem não ser um bom investimento. No lado positivo, as empresas que estão apenas começando, como as indústrias de cervejarias e vinícolas, desejarão usar um biorreator desse tamanho porque leva menos tempo, dinheiro e pessoal para executar os experimentos.

Outro fator a considerar é o lado da oferta. Quantos fornecedores de biorreatores oferecem biorreatores grandes? Isso é importante porque, com tanta demanda por biorreatores grandes, pode ser difícil para um cliente obter os ingredientes de biorreator necessários para o processo ou produto que está fazendo. Em alguns casos, biorreatores menores são melhores porque usam menos energia e podem produzir a mesma quantidade de produto ou proteína que um biorreator grande. Há um melhor retorno sobre o investimento devido aos custos mais baixos.

O orçamento também deve ser considerado antes de comprar um biorreator. Comparar preços e recursos entre fornecedores é importante. Se o biorreator for muito caro, levará mais tempo para pagar ou recuperar o investimento.

Q & A

P: Quais são algumas tendências na tecnologia de biorreatores?

R: Algumas tendências na tecnologia de biorreatores incluem a mudança para biorreatores de uso único, que reduzem a validação de limpeza e o aumento de sistemas de cultura de perfusão, que melhoram a densidade celular e a produtividade.

P: Qual a diferença entre um biorreator batelada e um contínuo?

R: Um biorreator de 150L pode operar como um sistema batelada ou contínuo. Em um biorreator batelada, apenas uma única alimentação é processada e, em um momento específico, o produto é colhido. Em um biorreator contínuo, a alimentação e a colheita do produto ocorrem simultaneamente.

P: Qual a diferença entre um biorreator de tanque agitado e um biorreator de arraste de ar?

R: Um biorreator de tanque agitado usa um agitador centralizado para misturar o conteúdo. Em um biorreator de arraste de ar, a mistura ocorre pelo movimento ascendente de bolhas de ar através de toda a coluna líquida. Embora ambos os tipos agitem o conteúdo, o biorreator de arraste de ar faz isso sem nenhuma parte móvel, enquanto oferece as vantagens de menor tensão de cisalhamento.