Biorreator de vidro com jaqueta

Tipos de biorreatores de vidro com camisa

Um biorreator de vidro com camisa é um recipiente projetado para criar situações ideais para o crescimento de microrganismos, como bactérias e leveduras. Esses reatores têm diversas aplicações no desenvolvimento de cultura de células, microbiologia e biotecnologia. Existem dois tipos comuns de biorreatores de vidro com camisa.

• Tanque de fermentação com camisa: Um biorreator de tanque de fermentação com camisa é um biorreator de vidro com camisa de tanque agitado que oferece controle de temperatura usando a camisa que envolve o vaso de vidro. A camisa compreende duas paredes que envolvem uma cavidade onde um fluido de aquecimento ou refrigeração circula para regular a temperatura. Os tanques de fermentação geralmente possuem agitadores, como um motor e um impelidor. O motor movimenta o impelidor para agitar o fluido, o que então homogeneíza o fluido interno e faz com que a transferência de calor ocorra a uma taxa mais rápida. Os biorreatores de tanque de fermentação podem conter líquidos variados, como caldos ou líquidos contendo microrganismos. Alguns tanques de fermentação possuem recursos de controle de espuma para reduzir a espuma pegajosa que costuma se acumular durante o processo de fermentação.
• Fermentador com camisa e unidade de controle de temperatura: Este fermentador possui uma parede dupla que contém água fria ou quente, que então regula a temperatura do líquido em fermentação. Os substratos a serem fermentados são colocados no fermentador, e os microrganismos são adicionados para decompor a matéria orgânica. A unidade de controle de temperatura é essencial quando são utilizados microrganismos com requisitos específicos de temperatura. Alguns microrganismos fermentam melhor em altas temperaturas, enquanto outros funcionam melhor em baixas temperaturas. Outra característica do fermentador com camisa e unidade de controle de temperatura é a capacidade de ajustar o nível de pH. A matéria orgânica geralmente tem diferentes níveis de pH quando está sendo fermentada. O ajuste do pH geralmente é feito com a ajuda de um computador que adiciona produtos químicos específicos para alterar a acidez ou alcalinidade do material em fermentação.

Especificações e manutenção do biorreator de vidro com camisa

Especificações

• Tamanhos: Variando de 2L a 50L para produção em escala piloto até produção em escala total.
• Controle de temperatura: É possível com a ajuda de termostatos externos ou cabos de aquecimento, o que pode torná-lo adequado para processos sensíveis à temperatura.
• Controle de pH: O sensor de pH e a adição automática de soluções ácidas ou alcalinas ou agentes tamponantes podem permitir que o biorreator tenha um pH estável, ideal para o crescimento e atividade microbiana.
• Controle de oxigênio dissolvido: Para otimizar os níveis de oxigênio dissolvido, o biorreator pode ser equipado com sensores de DO e sistemas de controle automático, como a adição de oxigênio puro ou o ajuste da velocidade do agitador. Isso garantirá um suprimento de oxigênio suficiente para a respiração e o metabolismo microbianos aeróbicos.
• Limpeza: Normalmente, o componente de vidro de um biorreator é projetado para ser autoclavável ou esterilizável no local (SIP) para facilitar a execução de operações estéreis e evitar contaminações.
• Sistemas de aquisição e controle de dados: Esses sistemas estão incluídos no biorreator para permitir a aquisição de dados de fermentação, como temperatura, pH, oxigênio dissolvido, pressão e densidade celular, bem como o controle automatizado dos parâmetros operacionais do reator, garantindo assim controle preciso e monitoramento do processo de fermentação.

Manutenção

A manutenção do biorreator de vidro após o uso é muito importante, pois garante a limpeza e garante que o reator esteja pronto para uso subsequente. Portanto, seguir corretamente as etapas de manutenção do biorreator de vidro é crucial.

1. Limpar: Primeiro, lave completamente as superfícies externas dos biorreatores de vidro usando detergente neutro e esponjas ou panos macios. Enquanto isso, certifique-se de evitar o uso de materiais abrasivos que possam riscar ou danificar o biorreator.
2. Esterilização: Depois disso, esterilize o biorreator limpo, o que pode precisar ser feito por meio de autoclavagem ou desinfecção química, dependendo dos requisitos específicos e procedimentos operacionais do biorreator.
3. Secagem: Quando o biorreator estiver limpo e esterilizado, os usuários podem colocá-lo em um local seco e bem ventilado para secá-lo completamente, evitando o crescimento de mofo e bactérias.
4. Armazenamento: Ao armazenar o biorreator, use recipientes ou suportes de armazenamento adequados para evitar que ele caia ou seja danificado. Além disso, se necessário, os usuários podem colocar dessecantes no recipiente de armazenamento para mantê-lo seco e evitar umidade.
5. Inspeção regular: Inspecione regularmente o biorreator de vidro para verificar suas condições gerais, incluindo se há algum sinal de danos, como rachaduras, vazamentos, etc.; Se as juntas de vedação e válvulas estão em boas condições; E se os sensores estão calibrados e funcionando corretamente. Se algum problema for encontrado, ele deve ser tratado e reparado em tempo hábil.
6. Preste atenção ao ambiente: Mantenha o ambiente ao redor limpo ao usar o biorreator de vidro para evitar contaminantes e poeira. Enquanto isso, tente manter uma temperatura e umidade estáveis para evitar os impactos de condições ambientais severas no biorreator.

Aplicações de biorreatores de vidro com camisa

Os biorreatores de vidro com camisa são ferramentas versáteis usadas em muitas indústrias e aplicações que requerem cultura celular e microbiana.

• Indústria farmacêutica

  O biorreceptor de vidro com camisa é crucial na indústria farmacêutica. É usado para produzir anticorpos, medicamentos à base de proteínas, vacinas, alérgenos e enzimas. Esse reator também é usado na descoberta, desenvolvimento e estudos de toxicidade de medicamentos. Os resultados do estudo ajudam as empresas farmacêuticas a entender a interação entre medicamentos e sistemas biológicos. Na indústria farmacêutica, o biorreator em grande escala produz esses compostos para fins terapêuticos ou para uso como produtos farmacêuticos.

• Indústria de alimentos e bebidas

  Na indústria de alimentos e bebidas, biorreatores de vidro com camisa são usados para cultivar microrganismos agroindustriais, incluindo leveduras e bactérias, para fermentação de alimentos e outros processos de fabricação de bebidas. A microflora é cultivada no biorreator e usada como cultura de partida para fermentar iogurte, chucrute, vinagre, kefir, cerveja e outras bebidas alcoólicas. As células microbianas produzidas em biorreatores podem ser usadas diretamente na indústria alimentícia.

• Ambiente

  O biorreator também é usado em aplicações ambientais, como tratamento de resíduos e remediação de poluição. Os biorreatores podem ser projetados para apoiar o crescimento de microrganismos capazes de degradar poluentes ou tratar águas residuais. Por exemplo, biorreatores de vidro com camisa podem desenvolver consórcios microbianos para degradar contaminantes orgânicos no solo ou na água.

• Indústria cosmética

  Os biorreatores de vidro com camisa também são usados no desenvolvimento de produtos cosméticos e de cuidados pessoais. Eles são empregados para cultivar microrganismos usados em formulações probióticas e produtos para cuidados com a pele.

Como escolher um biorreator de vidro

• Requisito de escala:

  Determine o volume necessário para o biorreator com base na escala de cultura celular prevista. Os biorreatores de vidro estão disponíveis em vários tamanhos, desde pequenos reatores em escala de laboratório até reatores maiores em escala piloto e em escala de produção.

• Tipos de células:

  Considere os tipos de células que serão cultivadas no biorreator. Diferentes biorreatores de vidro podem ter recursos de design específicos para acomodar tipos específicos de células, como células aderentes ou células em suspensão.

• Técnicas de cultivo:

  Escolha um biorreator de vidro que suporte a técnica de cultivo desejada. Por exemplo, se o controle e monitoramento automatizados são essenciais, um biorreator instrumentado ou totalmente controlado pode ser preferido. Por outro lado, um biorreator de tanque agitado simples com controles manuais básicos pode ser suficiente para aplicações específicas.

• Compatibilidade de materiais:

  Certifique-se de que os materiais usados no biorreator de vidro, como o vaso de cultura e outros componentes, sejam compatíveis com as células e o meio de cultura para evitar contaminação ou interações adversas.

• Considerações de orçamento:

  Considere as restrições orçamentárias e pondere o custo do biorreator de vidro em relação aos seus recursos e capacidades para garantir que ele atenda às necessidades do projeto sem exceder o orçamento.

FAQ

P1: Qual a diferença entre biorreatores de uso único e de uso múltiplo?

R1: Os biorreatores de uso único são projetados para uso único, garantindo culturas livres de contaminação, mas a custos mais altos. Em contraste, os biorreatores de uso múltiplo permitem múltiplos lotes, oferecendo flexibilidade e potencialmente custos mais baixos, mas exigindo uma limpeza e esterilização mais rigorosas.

P2: Como as camisas do biorreator garantem condições ideais para o crescimento celular?

R2: As camisas do biorreator, normalmente aquecidas ou resfriadas, ajudam a manter a temperatura do biorreator, garantindo que as células permaneçam em suas condições ambientais preferidas. Isso é crucial para seu crescimento, atividade metabólica e síntese de produtos.

P3: Quais são alguns desafios no projeto do biorreator?

R3: Os desafios incluem garantir a mistura homogênea, manter as taxas de transferência gás-líquido desejadas, atingir a distribuição ideal de nutrientes, evitar a formação de espuma e simplificar os processos de limpeza e manutenção.

P4: Como funciona a camisa do biorreator?

R4: Uma camisa de biorreator é um recurso de controle de temperatura que consiste em uma camada externa que envolve o biorreator. Circulando fluidos de aquecimento ou refrigeração pela camisa, a temperatura do biorreator pode ser aumentada ou diminuída para manter a temperatura desejada da reação dentro.

P5: Qual o tamanho do volume do biorreator de vidro com camisa?

R5: Os biorreatores de vidro com camisa estão disponíveis em diferentes faixas de tamanho para atender às diferentes necessidades, incluindo biorreatores de laboratório em pequena escala (normalmente de 1 a 20 litros), biorreatores em escala piloto (normalmente de 20 a 500 litros) e biorreatores de produção em grande escala (normalmente até vários milhares de litros).