¿Cuál es la diferencia entre biorreactores discontinuos y continuos?
Un biorreactor es un recipiente ideal para el crecimiento de microorganismos, enzimas u organismos celulares. Controlando los indicadores nutricionales del medio de cultivo en el recipiente, como concentración de proteínas, azúcar, agua, valor de pH, concentración de oxígeno, oligoelementos, etc., se puede maximizar la producción y la eficiencia metabólica del organismo.
Los biorreactores se pueden utilizar para una variedad de aplicaciones, que incluyen:
Cultivo celular:Los biorreactores pueden cultivar una variedad de células humanas y animales.
Fermentación:Los biorreactores se utilizan a menudo para fermentar microorganismos como levaduras y bacterias para obtener metabolitos beneficiosos, lo que supone una enorme contribución a la salud y la vida humana.
Biorremediación:Es el proceso de utilizar las actividades metabólicas de los organismos para reducir la concentración de sustancias tóxicas y nocivas en el ambiente contaminado o hacerlas inofensivas, de modo que el ambiente contaminado pueda restaurarse parcial o completamente a su estado original.
Componentes del biorreactor:
- Bomba de alimentación.
- Sistema de agitación.
- Sistema de control de temperatura
- Vaso de reacción.
- Sensor (PH, DO, Dforma, etc.).
- Controlador.
- Software de operación.
Generalmente, estos biorreactores pueden ser reactores discontinuos o biorreactores continuos que son populares en los mercados.
la diferencia entre biorreactores discontinuos y continuos:
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Biorreactores discontinuos |
Biorreactores continuos |
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Definición |
Un reactor discontinuo es un sistema de recipiente cerrado sin entrada ni salida para la alimentación y el producto respectivamente, que contiene todos los componentes necesarios para el cultivo celular o la fermentación microbiana. |
Los reactores continuos son un sistema abierto, que tienen puertos de entrada y salida que permiten la adición de medios de crecimiento frescos, la eliminación de desechos y la reposición de nutrientes de forma continua. |
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1 |
El bioproceso continúa hasta que se consumen los nutrientes. |
Establecer un equilibrio de la matriz de nutrientes (también llamado homeostasis de nutrientes) para un ingrediente específico |
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2 |
Esta estrategia es adecuada para experimentos rápidos, como la caracterización de cepas o la optimización de medios nutritivos. |
Particularmente útil en situaciones donde el exceso de nutrientes causaría inhibición, por ejemplo debido a la acumulación de toxinas o al sobrecalentamiento. |
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3 |
Corta duración |
Reduce la inhibición del producto y aumenta los rendimientos espaciales y temporales. |
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4 |
Menos potencial de contaminación ya que no se agregan nutrientes |
Los períodos de incubación más largos también aumentan el riesgo de contaminación y cambios a largo plazo en el cultivo. |
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5 |
Densidad constante de microorganismos o colonias celulares. |
Dificultad para mantener una densidad de colonias constante a lo largo del tiempo. |
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6 |
Más fácil de gestionar |
Mayor riesgo de contaminación y/o alteración genética |
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7 |
El material del lote se separa para su trazabilidad. |
El producto de procesos continuos no se puede separar claramente en lotes para su trazabilidad. |
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8 |
El proceso se interrumpe repetidamente por pasos de limpieza y esterilización, y la biomasa se produce sólo en etapas. |
Reduce el tiempo de limpieza, esterilización y manipulación de contenedores. |
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9 |
Rendimientos limitados de biomasa y productos. |
Logre la máxima productividad y una mayor eficiencia. |
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10 |
Los microorganismos no permanecen en crecimiento exponencial durante largos períodos de tiempo, ya que la fuente de carbono y/o la transferencia de oxígeno suelen ser factores limitantes. |
En procesos continuos, los rendimientos temporales y espaciales de los biorreactores pueden aumentar aún más en comparación con los procesos feed-batch. |
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11 |
El aumento de las concentraciones de oxígeno requiere una gestión y control complejos de estos parámetros (aumento de la velocidad de agitación, del flujo de gas, de la fracción de oxígeno en la mezcla de gases o de la presión). |
Los procesos continuos son ideales para una mejor comprensión del proceso porque todos los parámetros del proceso permanecen constantes cuando el sistema funciona normalmente. |
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12 |
Los productos se mezclan con nutrientes, reactivos, restos celulares y toxinas. |
Producción de flujo continuo, sin mezcla del producto con nutrientes, reactivos, restos celulares y toxinas. |
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Puede estar involucrado el almacenamiento por lotes para el procesamiento posterior |
No se requiere almacenamiento por lotes y todas las sustancias de reacción son relativamente consistentes. |
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14 |
A medida que las colonias se multiplican y se consumen nutrientes, la concentración de organismos aumenta y la concentración de nutrientes disminuye, lo que no proporciona datos de referencia para un metabolismo estable. |
Proporciona un estado estable para estudios metabólicos cuando muchos elementos suman cero. |
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Pequeñas cantidades de productos son |
Grandes cantidades de productos son |
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Si las expectativas de incumplimiento son grandes |
Si se puede eliminar la contaminación, entonces |
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Equipos de bajo costo. (Incluso si |
Equipos de alto costo |
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18 |
Más fácil de controlar y mantener |
Difícil de controlar, requiere |
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Se necesita poca fuerza laboral |
Se necesita gran fuerza laboral. (Si no |
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20 |
Productos farmacéuticos, especialidad |
Industria petrolera, fertilizantes |
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