Fermentador bioreator em vidro borossilicato

Tipos de biorreator fermentador de vidro borossilicato

O design do biorreator fermentador de vidro borossilicato pode variar dependendo das necessidades específicas do organismo que está sendo cultivado e do propósito da cultura. Aqui estão alguns tipos populares de biorreatores-fermentadores:

• Biorreator de tanque agitado em escala industrial

Este biorreator em larga escala utiliza agitação para transferência de massa e mistura. Os impulsores agitam o meio de cultura e os microrganismos para mantê-los em suspensão, ao mesmo tempo em que melhoram a troca de gases e a transferência de nutrientes.

Grande adaptabilidade. É adequado para o cultivo de bactérias, leveduras, fungos filamentosos e linhagens de células animais inferiores. Alta produtividade. A transferência eficiente de oxigênio e a mistura de nutrientes promovem o crescimento microbiano rápido e a produção de metabólitos.

Especificações e manutenção do biorreator fermentador de vidro borossilicato

Especificações

• Capacidade

  O volume dos biorreatores fermentadores de vidro borossilicato varia significativamente com base em sua aplicação pretendida e escala de operação. Estudos microbiológicos geralmente empregam biorreatores fermentadores menores com volumes que variam de 1 litro a 50 litros. No entanto, volumes maiores são comuns em contextos industriais, como 1.000 litros, 5.000 litros ou até mesmo 20.000 litros e além.

• Sistemas de controle

  Os biorreatores fermentadores modernos são geralmente equipados com mecanismos de controle intrincados que permitem a regulamentação precisa de parâmetros como temperatura, pH, níveis de oxigênio dissolvido, pressão e fornecimento de nutrientes.

• Sistemas de agitação

  Os biorreatores fermentadores de vidro borossilicato costumam ter recursos que agitam o meio de cultura para garantir uma distribuição uniforme de temperatura e nutrientes em todo o sistema. A taxa de agitação pode ser ajustada conforme necessário, geralmente variando de lenta a rápida.

• Sistema de vedação

  Este sistema garante que o reator do biorreator fermentador seja hermeticamente fechado, evitando a troca de gases ou vazamento de líquido entre o interior e o exterior. É crucial para manter a estabilidade das condições de cultura e proteger as culturas da contaminação por microrganismos externos.

• Métodos de esterilização

  Alguns biorreatores fermentadores de vidro borossilicato são equipados com recursos que facilitam a esterilização, como esterilização in situ ou esterilização a vapor, garantindo que o biorreator esteja livre de contaminantes antes do uso.

Manutenção

• Limpeza

  Antes de iniciar as operações de limpeza, é fundamental compreender primeiro o manual que detalha os procedimentos de operação e limpeza para o tipo específico de biorreator fermentador. Em seguida, recomenda-se remover meticulosamente todas as partes do biorreator fermentador. Utilize soluções e agentes de limpeza apropriados para limpar completamente o interior e o exterior do dispositivo, eliminando assim qualquer cultura residual e contaminantes.

• Esterilização

  Após o procedimento de limpeza, é essencial esterilizar o biorreator fermentador para garantir a erradicação de quaisquer contaminantes potenciais. Isso pode ser feito por meio de várias técnicas, como autoclavagem, esterilização com óxido de etileno ou esterilização in situ, dependendo do tipo específico e dos requisitos do biorreator fermentador.

Cenários de biorreatores fermentadores de vidro borossilicato

Pesquisa e desenvolvimento: Instituições de P&D utilizam biorreatores fermentadores de vidro borossilicato em pequena escala para o cultivo e triagem de microrganismos, algas e cepas bacterianas superiores, bem como para investigar parâmetros de processo de fermentação, vias metabólicas e controle. Esses estudos são a base para o desenvolvimento de novos produtos e a otimização dos existentes.

Alimentos e bebidas: Na produção de alimentos e bebidas fermentados, como iogurte, chucrute, cerveja e kombucha, os dispositivos de biorreator fermentador de vidro borossilicato são cruciais para controlar o crescimento de microrganismos desejáveis e o processo de fermentação. Isso garante que os produtos tenham um sabor e uma qualidade consistentes.

Farmacêutico: O equipamento de biorreator fermentador de vidro borossilicato pode monitorar e controlar a produção de ingredientes farmacêuticos ativos (APIs), como vacinas, antibióticos, anticorpos e outras proteínas terapêuticas. Esses processos geralmente exigem o uso de linhas celulares específicas e técnicas de engenharia genética, que são melhor realizadas em biorreatores.

Biotecnologia: Empresas de biotecnologia usam modelos de biorreator fermentador de vidro borossilicato para várias aplicações em biotecnologia agrícola, cultura de células e tecidos, modificação genética e produção de plasmídeos. Os biorreatores de vidro permitem o controle preciso das condições ambientais para otimizar o crescimento celular e o rendimento do produto.

Cosméticos: Alguns produtos cosméticos, como os que contêm microrganismos vivos ou probióticos, podem ser produzidos usando biorreatores fermentadores de vidro borossilicato. Nesses casos, o biorreator permite a produção dos ingredientes ativos em condições de fermentação controladas.

Meio ambiente: A tecnologia de biorreator fermentador de vidro borossilicato desempenha um papel crucial no tratamento de resíduos e na degradação de poluentes. Por exemplo, em estações de tratamento de águas residuais, os biorreatores fermentadores de vidro podem ser usados para otimizar o crescimento de microrganismos que decompõem a matéria orgânica e removem substâncias nocivas.

Como escolher biorreatores fermentadores de vidro borossilicato

Antes de comprar qualquer biorreator, é necessário verificar seus recursos relevantes. Os seguintes são alguns pontos cruciais a serem lembrados ao escolher o biorreator de vidro borossilicato.

• Propriedades ópticas:

  Ao usar um biorreator de vidro borossilicato, os cientistas devem verificar as propriedades ópticas do recipiente para garantir que a cultura possa ser monitorada de forma eficiente. Um exemplo disso é se o recipiente possui ou não um indicador de pH. Isso permite que os pesquisadores avaliem e acompanhem facilmente o nível de acidez ou alcalinidade de sua solução.

• Adição de nutrientes e amostragem:

  Determine se o biorreator permite a adição de nutrientes e a amostragem sem interromper a mistura ou aeração. Procure um biorreator fermentador de vidro borossilicato que tenha portas de amostragem e portas de alimentação.

• Flexibilidade e escalabilidade:

  As necessidades de pesquisa mudam com o tempo; no entanto, é necessário escolher um sistema que possa ser dimensionado para cima ou para baixo para diferentes volumes de cultura. Também deve haver a capacidade de se adaptar a vários tipos de células e condições de crescimento.

• Viabilidade do monitoramento online:

  Um biorreator fermentador de vidro borossilicato ideal deve permitir o monitoramento e o controle em tempo real de parâmetros críticos. Alguns desses parâmetros são oxigênio dissolvido, pH, temperatura e densidade celular. Para atingir isso, o biorreator deve possuir os sensores e portas apropriados para integração de instrumentos.

• Controle automatizado e aquisição de dados:

  Para produção em larga escala ou triagem de alto rendimento, selecione um biorreator que tenha recursos de controle automatizado e aquisição de dados. Isso facilitará a otimização dos processos e garantirá a reprodutibilidade.

• Custo:

  O custo desempenha um papel importante na determinação do tipo de biorreator a escolher. No entanto, não deve ser o único fator a considerar. O custo total de operação deve ser analisado, bem como opções econômicas para processamento a jusante, Armazenamento e acesso a dados:

Q&A

P1. Qual é a diferença entre biorreatores primários e a jusante?

A1. As biorreações primárias ocorrem dentro de biorreatores primários. Os biorreatores a montante envolvem a preparação do meio, o cultivo celular e a biossíntese. Em contraste, os biorreatores a jusante são para recuperação e separação.

P2. Por que a mistura e a aeração são recursos essenciais de um biorreator?

A2. A aeração e a mistura são recursos críticos de um biorreator. O processo deve ter um suprimento de oxigênio suficiente para o crescimento celular. A mistura distribui o oxigênio uniformemente no meio de cultura. A distribuição uniforme de oxigênio promove a proliferação celular homogênea em todo o vaso.

P3. Como os sistemas de biorreatores são monitorados e controlados?

A3. O sistema de biorreator é monitorado e controlado por instrumentos eletrônicos precisos. Eles regulam a pressão, a temperatura, o pH, os níveis de oxigênio dissolvido e a concentração de dióxido de carbono. O sistema automatizado garante condições estáveis e ótimas para o crescimento de células ou microrganismos.

P4. Quais são alguns desafios no design e operação de biorreatores?

A4. Alguns desafios no design e operação de biorreatores incluem manter a esterilidade, controlar fatores ambientais, prevenir a formação de espuma, garantir a transferência de massa ideal e minimizar as forças de cisalhamento para evitar danos às células ou microrganismos.