Bioreatores Sartorius

Tipos de Bioreatores Sartorius

Bioreatores Sartorius são grandes vasos usados para conter organismos vivos ou materiais biológicos que facilitam as condições necessárias para crescimento e reprodução. Diferentes tipos de bioreatores podem ser usados para o mesmo organismo ou material, dependendo do que é necessário.

• Bioreator de tanque agitado:

O bioreator de tanque agitado é o tipo mais comum de bioreator usado. Ele usa um impelidor para misturar e aerar o conteúdo do vaso. Isso permite um alto nível de transferência de nutrientes entre o meio líquido e as células biológicas. A velocidade do bioreator pode ser alterada para controlar a divisão das células biológicas. Também é possível mudar outras variáveis, incluindo temperatura, pressão e pH, para fornecer as condições necessárias para o crescimento ótimo. Por ser possível alterar as condições dentro do vaso, os bioreatores de tanque agitado são adequados para produção em larga escala.

• Bioreator de onda:

Um bioreator de onda é um tanque que não possui partes móveis. Para misturar o material dentro do tanque, ondas se movem da base do tanque. Este método de mistura ajuda a manter as células no meio líquido e as células biológicas de sofrer cisalhamento ou quebra.

Esses bioreatores são usados principalmente para produção em pequena escala quando o uso em larga escala de bioreatores de tanque agitado é proibitivo. Eles também são úteis quando as células biológicas são muito frágeis, pois o uso de um bioreator de onda teria menor probabilidade de danificá-las.

• Bioreator de leito fixo:

Um bioreator de leito fixo possui um sistema de suporte dentro do tanque que permite que as células biológicas cresçam e se fixem nele. Esse sistema fornece uma área de superfície para as células biológicas se fixarem, impedindo-as de flutuar ou se moverem pelo tanque.

Um bioreator de leito fixo é usado quando as células biológicas precisam de uma área de superfície para crescer. Eles também são úteis quando o meio usado é viscoso ou espesso, tornando difícil transferir células biológicas.

• Bioreator de membrana:

Um bioreator de membrana possui uma membrana dentro do tanque que separa as células biológicas dos produtos do bioreator. Esse método permite a retenção de células, o que ajuda no processamento contínuo ou semi-contínuo de materiais.

Os tipos de bioreatores de membrana são frequentemente usados quando é necessário filtrar ou separar produtos diretamente dentro do bioreator. Eles são adequados para culturas de células de alta densidade e proporcionam excelente controle sobre a pureza e a qualidade do produto.

Especificações e manutenção de bioreatores Sartorius

As especificações de um bioreator podem variar dependendo do projeto específico e do tipo do reator. Aqui estão alguns exemplos de possíveis especificações.

• Volume: Os volumes dos bioreatores podem variar muito dependendo do uso pretendido e do tipo de reator, variando de reatores de pesquisa em pequena escala (tipicamente alguns litros ou menos) a reatores de produção em larga escala (que podem ter volumes de até vários milhares de litros).
• Controle de temperatura: A temperatura do bioreator Sartorius deve ser monitorada e ajustada para se adequar ao crescimento do microrganismo ou célula. Normalmente, a temperatura de operação do bioreator é de cerca de 20°C-65°C. Alguns bioreatores podem ter uma faixa de temperatura de -10°C a 150°C.
• Controle de pH: É crucial manter os valores de pH dentro de uma faixa específica para evitar possíveis danos aos sistemas biológicos ou interferir com processos químicos. O bioreator Sartorius possui a capacidade de controlar o valor do pH em uma faixa razoável (por exemplo, 6,0-7,5).
• Controle de oxigênio dissolvido (OD): Alguns bioreatores Sartorius são projetados para serem capazes de monitorar e ajustar a pressão parcial de oxigênio dentro do reator, a fim de garantir que o processo biológico tenha suporte de oxigênio suficiente. Ou seja, o OD do bioreator pode ser medido e controlado. O controle de OD é especialmente crucial em bioreatores que usam microrganismos ou células aeróbias.
• Sistema de agitação: Um dispositivo de agitação, como um impelidor ou agitador, pode ser usado para misturar uniformemente o material e os nutrientes no bioreator, além de fornecer transferência de massa e calor suficientes.

Manutenção

A manutenção do bioreator Sartorius é uma etapa importante para garantir a operação normal e a confiabilidade do equipamento. Aqui estão alguns métodos gerais de manutenção de bioreatores.

• Limpeza: A limpeza regular do bioreator é necessária para remover quaisquer resíduos ou contaminantes do processo de uso. Isso pode envolver o uso de agentes de limpeza e técnicas apropriados para garantir a esterilidade e a limpeza do reator.
• Desinfecção: Realizar desinfecção regular do bioreator para garantir que o reator esteja livre de qualquer contaminação microbiana. Isso pode envolver o uso de desinfetantes e métodos adequados para garantir a esterilidade do reator antes de cada uso.
• Substituição de peças: As peças usadas frequentemente do bioreator precisam ser substituídas ou mantidas, como elementos de vedação, válvulas, sensores, elementos de agitação, etc. Isso pode garantir o desempenho e a confiabilidade do reator.
• Calibração: Os sensores e controles do bioreator precisam ser calibrados regularmente para garantir sua precisão e confiabilidade. A calibração adequada garante que o bioreator opere nos parâmetros desejados e ajuda a manter a reprodutibilidade e a confiabilidade do processo.
• Verifique e mantenha o sistema de agitação: O sistema de agitação no bioreator desempenha um papel importante na mistura de materiais e na transferência de massa. Os usuários precisam inspecionar e manter regularmente os elementos de agitação, como substituir ou limpar os filtros.
• Verifique a limpeza e a esterilização da tubulação: A tubulação conectada ao bioreator precisa ser limpa e esterilizada regularmente para garantir que não haja contaminação ou contaminação cruzada entre os processos.

Cenários de Bioreator Sartorius

• Indústria Farmacêutica:

  Os bioreatores microbianos Sartorius são indispensáveis na indústria farmacêutica, desempenhando um papel fundamental na produção de antibióticos, vacinas, hormônios, anticorpos e outros compostos terapêuticos. Células microbianas como bactérias e leveduras são cultivadas nos bioreatores para produzir essas substâncias valiosas. Por exemplo, bactérias específicas são aproveitadas para o processo de fermentação para produzir antibióticos que combatem infecções bacterianas. Da mesma forma, a levedura pode ser utilizada para fabricar vitaminas, outro componente crucial na indústria farmacêutica.

• Indústria de Nutrição:

  A fermentação microbiana também é amplamente utilizada na indústria de nutrição, resultando na produção de vitaminas essenciais, aminoácidos e outros componentes nutricionais. Aquecimento, resfriamento e mistura são operações vitais em bioreatores microbianos. Esses processos físicos garantem que cada célula na cultura tenha a mesma composição química e que os nutrientes sejam distribuídos uniformemente por todo o reator. Os bioreatores microbianos são cruciais para o cultivo de microrganismos que produzem vitaminas e aminoácidos. Esses nutrientes são então incorporados em suplementos alimentares e alimentos funcionais para melhorar a saúde e o bem-estar gerais.

• Indústria Alimentícia:

  Os sistemas de bioreatores Sartorius também são amplamente utilizados na indústria alimentícia. Eles são empregados para produzir aditivos alimentares como enzimas, compostos de sabor e ácidos orgânicos. Esses bioreatores microbianos melhoram a qualidade e o sabor de vários produtos alimentícios. Além disso, os bioreatores Sartorius podem ser usados no processo de fabricação de cerveja e fermentação para produzir bebidas alcoólicas como cerveja, vinho e destilados. A levedura é comumente empregada para realizar o processo de fermentação dentro dos bioreatores, transformando açúcares em álcool e outros compostos que aprimoram o sabor.

• Pesquisa em Biotecnologia:

  Os bioreatores Sartorius são instrumentos essenciais para pesquisa e desenvolvimento em biotecnologia. Eles fornecem ambientes de cultura controlados para o estudo e otimização do metabolismo microbiano e dos processos de fermentação. Esses estudos auxiliam na exploração e desenvolvimento de novos produtos e tecnologias.

Como escolher bioreatores Sartorius

A Sartorius oferece uma variedade diversificada de vasos de bioreatores projetados para acomodar processos biológicos e requisitos de cultura de células variados. Ao procurar um bioreator da linha Sartorius, os compradores devem levar em consideração os seguintes fatores.

• Escala e Volume do Bioreator

  Este é um fator importante para os compradores considerarem, pois determina a capacidade do bioreator. A escala e o volume do bioreator atendem às necessidades dos compradores para fermentação, cultura de células ou produção em larga escala.

• Design e Configuração do Bioreator

  Quando se trata do design e da configuração do bioreator, os compradores devem escolher a forma adequada do vaso, o sistema de agitação e o mecanismo de troca de gases. Essas escolhas influenciam a eficiência do bioreator, a transferência de massa e a distribuição de nutrientes.

• Controle e Automação do Bioreator

  O desempenho, a reprodutibilidade e a otimização de um bioreator dependem de seus recursos de controle e automação. Portanto, os compradores precisam garantir que o sistema do bioreator tenha funções precisas de controle e monitoramento para parâmetros como pH, temperatura, oxigênio dissolvido, alimentação de nutrientes e monitoramento de biomassa.

• Materiais e Esterilidade do Bioreator

  Materiais e esterilidade também são essenciais na hora de selecionar um bioreator. Para garantir o cultivo bem-sucedido e evitar contaminação, os compradores devem verificar os materiais usados na construção do bioreator. Além disso, os compradores devem considerar se o bioreator possui recursos para esterilização, como autoclavagem ou vaporização no local (SIP).

• Integração de Processamento a Jusante

  Também é importante para os compradores considerarem a integração de processamento a jusante do bioreator. Alguns bioreatores oferecem recursos para etapas de processamento a jusante integradas, como filtração, filtração tangencial por fluxo (TFF) ou cromatografia, que podem otimizar a purificação e simplificar o fluxo de trabalho.

Perguntas e Respostas

P1: Qual é o desenvolvimento mais recente na tecnologia de bioreatores para o controle preciso de parâmetros ambientais?

A1: O desenvolvimento mais recente na tecnologia de bioreatores para o controle preciso de parâmetros ambientais inclui o uso de sistemas de controle de computador e gerenciamento de dados para permitir o monitoramento e controle automático e contínuo dos principais parâmetros ambientais do bioreator. Isso ajuda a criar um ambiente de crescimento ideal para culturas microbianas ou celulares.

P2: Quais são as tendências atuais no design e na escala de bioreatores para atender às necessidades de diferentes indústrias?

A2: As tendências atuais no design e na escala de bioreatores para atender às necessidades de diferentes indústrias incluem o desenvolvimento de sistemas de bioreatores de alto rendimento e tecnologia de ampliação de escala. Entre eles, os sistemas de bioreatores de alto rendimento podem permitir processos de cultura e fermentação paralelos, o que satisfaz as demandas de triagem e otimização de cepas e condições de cultura. Além disso, a aplicação de tecnologia de ampliação de escala permite que bioreatores em pequena escala sejam ampliados para sistemas de produção em larga escala, que são adequados para aplicações em escala industrial.

P3: Quais são as últimas descobertas de pesquisa e aplicações na otimização da operação e controle de bioreatores?

A3: As últimas descobertas de pesquisa e aplicações na otimização da operação e controle de bioreatores incluem a aplicação de estratégias de controle avançadas como controle preditivo de modelo (MPC) e controle adaptativo. Essas estratégias de controle podem otimizar o modo de operação do bioreator ajustando os parâmetros de controle de acordo com o modelo de bioprocesso e os dados de feedback em tempo real, melhorando assim a eficiência e a qualidade do produto do bioreator.