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Um **bioreator de 3000l** é uma máquina de bioprocessamento usada para cultivar microrganismos em condições controladas. Ele fornece um ambiente ideal para o crescimento de culturas celulares, incluindo adição de fatores, controle de temperatura, pH, oxigênio e pressão. As instalações podem ser pequenas, médias ou grandes, de acordo com as necessidades da indústria.
Instalações de biorreatores em pequena escala funcionam de forma inicial, pois são usadas para criar lotes de teste ou amostras. Instalações em média escala veriam um aumento no tamanho da maquinaria, pois podem produzir alguns milhões de litros de produto. A escala industrial funciona em nível industrial, onde todo o condicionamento e manuseio do espaço devem atender a padrões e regulamentações sanitárias rigorosos estabelecidos pela FDA.
Na indústria alimentícia, os vasos de biorreatores são usados para processos de fermentação. Esses produtos incluem iogurte, cerveja e antibióticos. A indústria alimentícia normalmente usa aço inoxidável ou plástico mais baratos. A indústria requer muitos vasos e a maioria é usada para fermentação; portanto, não há tanta pressão para manter altos padrões e pureza.
As indústrias farmacêuticas e químicas exigem padrões de cuidado mais elevados e maior conscientização. Aqui, os biorreatores são usados para cultivar bactérias e leveduras. Esses microrganismos são então colhidos porque contêm enzimas e metabólitos valiosos. Esses setores industriais podem usar biorreatores de laboratório de 3000 litros para produzir alguns antibióticos, aminoácidos ou anticorpos monoclonais de alto valor, que são caros e demoram para serem produzidos. O foco principal aqui é como a máquina é limpa e quão estéril é o ambiente. Ele deve estar livre de contaminação, pois bactérias, leveduras ou células cultivadas devem ser os únicos organismos vivos que prosperam dentro do reator.
Uma distinção crucial entre biorreatores grandes e pequenos é a forma como a mistura é agitada. Reatores maiores empregam agitadores que empurram a mistura do fundo para o topo. Os biorreatores menores usam bombas de ar.
As especificações podem variar dependendo do tipo de biorreator de 3000l. A altura e o diâmetro normalmente dependem se o biorreator é vertical ou horizontal. Por exemplo, um fermentador vertical com um diâmetro de 3.000 mm pode ter uma altura total de 5.900 mm. A altura total de um biorreator horizontal pode ficar entre 4.000 e 12.000 mm com uma largura entre 1.000 e 3.000 mm.
Esses biorreatores de 3000l normalmente têm um volume de trabalho de 3.000 litros com um volume efetivo em algum lugar entre 3.600 e 4.500 litros. As taxas de transbordamento típicas do biorreator são de 0,5 a 2,0 h-1, e as concentrações de biomassa podem estar entre 10 e 30 g/l.
A maioria dos biorreatores é feita de aço inoxidável, mas alguns são feitos de vidro, PVC ou polipropileno. Eles geralmente são equipados com vários outros acessórios. Por exemplo, o valor de pH do conteúdo do biorreator desempenha um papel fundamental na reação. Portanto, ele geralmente é equipado com um medidor de pH que exibe as leituras em uma tela digital. Uma solução de calibração é usada para manter a leitura precisa. Mais de uma solução de calibração pode ser usada. Outra parte crucial de um biorreator é sua bomba de pH. Pode ser necessário limpá-lo de tempos em tempos. Caso contrário, a solução de calibração de pH pode ser contaminada, afetando a leitura do pH.
Um biorreator de 3000 litros também pode ser equipado com um sensor de pressão, uma sonda de temperatura, um disco de ruptura ou um quebra-vórtice. Todos os acessórios podem precisar ser limpos, calibrados ou verificados periodicamente para garantir o desempenho ideal.
O biorreator de 3000L possui muitos cenários de aplicação para compradores comerciais. Aqui estão alguns deles em várias indústrias.
Indústria de alimentos e bebidas
O grande biorreator é usado para produzir alimentos fermentados como iogurte, chucrute e kimchi. Também é usado para fazer probióticos em grandes quantidades.
Indústria de fungos e algas
Para fungos, o biorreator de 3000L cultiva micélio e fungos filamentosos para aditivos alimentares e biodegradadores. No setor de algas, ele cultiva microalgas para alimentos, suplementos alimentares e biocombustíveis.
Indústria farmacêutica e de saúde
O biorreator cultiva células, tecidos, leveduras e bolores para vacinas, antibióticos e hormônios. Enzimas médicas, anticorpos e nutracêuticos são produzidos usando esse equipamento.
Indústria de cosméticos e cuidados pessoais
Este equipamento é usado para cultivar células para ingredientes ativos como probióticos, enzimas e compostos antienvelhecimento. Ele também desenvolve cepas microbianas para agentes antibacterianos e conservantes.
Biotecnologia ambiental
Neste campo, o biorreator é usado para tratamento de resíduos e para degradar compostos perigosos. A biorremediação e a microbiologia para biossuplementação são realizadas usando este equipamento.
Agricultura e produção de alimentos
Na agricultura, o biorreator de 3000L é usado para produzir biofertilizantes, probióticos para animais e inoculantes microbianos para a melhoria do solo. Esses produtos aumentam a produção de alimentos e são ecologicamente corretos.
Indústria de alimentos e bebidas
O grande biorreator é usado para produzir alimentos fermentados como molho de soja, destilação e cerveja. Ele também pode cultivar probióticos em grande escala para consumo humano.
Biorreatores de cultura de células e tecidos
Estes são biorreatores de 3000L onde culturas de células e tecidos são cultivadas. Eles oferecem um ambiente controlado com as propriedades físicas e químicas corretas que as células precisam para crescer. Os biorreatores em grande escala podem ser um tanque agitado ou um biorreator de uso único.
Arquitetura celular e crescimento:
Especificação de se o biorreator é otimizado para células dependentes de ancoragem ou suspensas, pois ambos os tipos celulares crescem de forma diferente. Por exemplo, as células em suspensão se misturam bem com o fluido de cultura, enquanto as células dependentes de ancoragem precisam se fixar a uma superfície para crescer.
Pureza e separação do produto:
Exigência de métodos de separação e purificação a jusante. Considere se o biorreator usará filtros, centrífugas ou cromatografia para separar produtos valiosos da mistura. Por exemplo, um biorreator que produz extratos de proteínas pode precisar de um filtro para separação inicial.
Mistura e homogeneidade:
A importância de uma mistura completa e distribuição uniforme de nutrientes, gases e células por todo o biorreator. Um biorreator bem misturado garante crescimento consistente e taxas de reação ideais.
Escalabilidade:
Capacidade de aumentar a produção de pequenos biorreatores de laboratório para outros comerciais maiores conforme a demanda aumenta. Isso garante uma transição suave quando a produção precisa ser expandida para atender às necessidades do mercado.
Controle e automação:
Biorreatores equipados com sistemas de controle avançados e automação para monitoramento em tempo real e ajuste de parâmetros críticos. Esses incluem temperatura, pH, oxigênio dissolvido, taxas de alimentação de nutrientes e outros fatores importantes para manter condições de crescimento ideais.
Validação e conformidade:
Os sistemas de biorreatores devem aderir a padrões rigorosos de validação e conformidade regulatória para garantir segurança, qualidade e confiabilidade. Isso é especialmente importante em indústrias onde os bioprodutos devem atender a critérios específicos de pureza e segurança, como farmacêuticos e biotecnologia.
Bioincrustação e limpeza:
Consideração do potencial de incrustação biológica dentro de biorreatores, o que pode afetar o desempenho e a qualidade do produto. Além disso, o projeto deve permitir uma limpeza e esterilização eficazes para evitar contaminação e manter a longevidade do biorreator.
Diversidade de organismos:
O requisito para biorreatores que podem acomodar diferentes tipos de organismos, como bactérias, leveduras, fungos ou células de mamíferos, cada um com suas condições e requisitos de crescimento específicos.
P1: Qual a diferença entre um biorreator de tanque agitado e um biorreator de arraste?
A1: Os dois são tipos diferentes de biorreatores. Um biorreator de tanque agitado usa um impelidor ou agitador para misturar o conteúdo. No entanto, um biorreator de arraste não possui nenhuma parte móvel. Ele usa um tubo de tração e um compressor de ar para misturar o conteúdo.
P2: Quais são os dois principais tipos de biorreatores?
A2: Os biorreatores são geralmente classificados em dois tipos principais - biorreatores em batelada e contínuos. Um biorreator de 3000L pode usar qualquer um dos sistemas. Em biorreatores em batelada, as matérias-primas são convertidas em produtos em etapas discretas. Mas em biorreatores contínuos, as entradas e saídas fluem ininterruptamente pelo reator.
P3: Existem biorreatores estéreis?
A3: Sim, existem biorreatores estéreis. Um biorreator estéril implica que as condições dentro do reator estão livres de microrganismos indesejáveis. Esses biorreatores empregam diferentes métodos para alcançar a esterilidade. Eles podem usar esterilização a vapor, óxido de etileno ou peróxido de hidrogênio, entre outros. Alcançar a esterilidade em um biorreator pode ser muito importante. Isso ajuda a melhorar a segurança do produto.
P4: Qual é a função de um biorreator?
A4: Um biorreator fornece as condições certas para que uma reação biológica ocorra. Ele fornece os nutrientes necessários pelos microrganismos para crescer, reproduzir e metabolizar. O biorreator também monitora e controla inteligentemente o ambiente para manter o fluxo de ar, temperatura, pH, pressão, umidade e outros fatores em um nível ideal.
P5: Um biorreator pode ser biológico?
A5: Sim, um biorreator pode ser biológico. Um reator biológico é definido como qualquer recipiente que contenha um ambiente biótico. Este é um ambiente que suporta o crescimento de microrganismos. Os microrganismos podem ser bactérias, fungos, protozoários ou algas. O ambiente biótico contém ingredientes bio, ar e umidade.