La selección del biorreactor adecuado es crucial para garantizar el éxito en los bioprocesos, ya sea en el entorno del laboratorio o en la producción a escala industrial. Hay varios tipos de biorreactores, y elegir el adecuado implica considerar varios factores técnicos y económicos, que afectan directamente a la eficacia, la productividad y los costes de funcionamiento. Aquí tienes una guía que te ayudará a hacer la mejor elección.
Tipo de biorreactores
Lo primero que debes tener en cuenta es el tipo de proceso biotecnológico que vas a llevar a cabo. Los bioprocesos suelen clasificarse en tres categorías principales, y para cada una de ellas hay tres tipos de biorreactores que son los más adecuados:
- Por lotes: En este tipo de proceso, se añaden todos los elementos al principio y se deja fermentar el cultivo durante un tiempo definido. Es más sencillo y fácil de controlar, por lo que resulta ideal para experimentos a pequeña escala o procesos con productos estables.
- Lote alimentado: Aquí se añaden nutrientes durante el proceso de fermentación para prolongar la fase de crecimiento. Es adecuado para producciones de mayor volumen y más complejas, ya que permite un mayor control sobre el crecimiento celular y la producción de metabolitos.
- Perfusión: En este método, los nutrientes se añaden continuamente y los productos se eliminan simultáneamente. Es la mejor opción para procesos a gran escala en los que la consistencia del producto es clave, pero también requiere un mayor nivel de automatización y supervisión.
Tipo de célula o microorganismo
Otro factor determinante es el tipo de célula o microorganismo con el que trabajas. Cada tipo de célula tiene unos requisitos específicos de oxígeno, temperatura, pH y nutrientes que afectan a la elección del biorreactor. Por tanto, es esencial conocer los tipos de biorreactores disponibles y cómo se adaptan a cada célula.
- Células animales: Requieren biorreactores con agitación suave para evitar daños, sistemas avanzados de aireación para mantener niveles adecuados de oxígeno y un control preciso del pH y la temperatura.
- Células bacterianas: Pueden requerir un biorreactor con una agitación más intensa para una mezcla homogénea y una aireación más vigorosa para satisfacer las necesidades de oxígeno.
- Levaduras u hongos: Suelen crecer en medios más viscosos y, por tanto, requieren un biorreactor con un sistema de agitación más robusto.
Escalabilidad
Es importante tener en cuenta el potencial de escalabilidad desde el principio. Los biorreactores utilizados en la investigación o el desarrollo iniciales deben ser fáciles de ampliar para una producción de mayor volumen.
En TECNIC ofrecemos biorreactores diseñados para pasar sin problemas del laboratorio a la producción a escala real. Nuestros equipos están diseñados para mantener la coherencia y la reproducibilidad en cada etapa del escalado, optimizando tanto la calidad como la eficacia del proceso. Si empiezas con un pequeño biorreactor de laboratorio (1-10 L), nuestros sistemas están preparados para escalar hasta volúmenes de 4000 L, sin comprometer el control sobre parámetros críticos como la oxigenación o la agitación. En cada etapa, hay distintos tipos de biorreactores para adaptarse a las necesidades del proceso.
Requisitos de control y automatización
El nivel de control y automatización necesario dependerá del tipo de proceso y de la consistencia que quieras conseguir. Los biorreactores modernos suelen incluir sistemas automatizados de control del pH, el oxígeno, la temperatura y los nutrientes. Invertir en un sistema de supervisión y control más avanzado puede ofrecer grandes ventajas, sobre todo en bioprocesos complejos o a gran escala.
La automatización puede reducir los errores humanos, mejorar la reproducibilidad y facilitar la optimización del proceso en tiempo real. Si tu bioproceso requiere una precisión y coherencia estrictas, será esencial un sistema con un mayor grado de automatización.
Biorreactores de un solo uso frente a biorreactores reutilizables
Por último, una consideración clave es si utilizar biorreactores reutilizables o de un solo uso.
- Biorreactores de un solo uso: Son ideales para procesos a pequeña escala o producción por lotes. Eliminan la necesidad de limpieza y esterilización entre ciclos, lo que ahorra tiempo y reduce el riesgo de contaminación. También son flexibles y pueden cambiarse rápidamente para diferentes proyectos.
- Biorreactores reutilizables: Son más adecuados para procesos a gran escala, donde es necesaria una producción continua. Aunque requieren más tiempo y recursos para su limpieza y validación, su uso prolongado puede ser más rentable a largo plazo.
Conclusión
Elegir el biorreactor adecuado depende de varios factores, desde el tipo de bioproceso hasta los requisitos específicos de las células o microorganismos, el escalado y las necesidades de automatización y control. Evaluar cuidadosamente estos aspectos te permitirá seleccionar el biorreactor que mejor se adapte a tus necesidades, optimizando así la eficacia y productividad de tus procesos biotecnológicos.
En TECNIC, ofrecemos una amplia gama de tipos de biorreactores para todas las etapas del bioprocesamiento, desde el laboratorio hasta la producción industrial. Nuestra experiencia y nuestras soluciones flexibles te permiten escalar eficazmente, optimizando tiempo y recursos. Ponte en contacto con nosotros para obtener más información sobre cómo podemos ayudarte a encontrar el biorreactor perfecto para tu proyecto.
Frequently Asked Questions (FAQ)
The most common types of bioreactors are batch, fed-batch and perfusion. Each has specific applications depending on the biotechnological process and project requirements.
The choice of bioreactor will depend on several factors such as the type of cell or microorganism, the production volume and whether you need to scale up the process. For research laboratories, batch bioreactors tend to be a popular choice, while perfusion bioreactors are preferred for larger scales and continuous processes.
Reusable bioreactors are designed for long-term processes and require cleaning and sterilisation between uses, while single-use bioreactors eliminate the need for these processes, making them ideal for projects that require flexibility and reduced risk of contamination.
When selecting a bioreactor, it is important to consider cell type, production volume, ease of scale-up and automation and control needs. In addition, economic factors, such as operating cost and set-up time, also play a crucial role.
Scale-up is recommended when laboratory tests are consistent and production requires higher volumes or efficiency.
