Concetto in definizione ABC

Candela Rocio Barbisan | Mare. 2022
Ingegnere chimico

Parti che compongono un bioreattore

Tipicamente, un bioreattore è composto da diversi moduli che ne consentono l'adeguatezza funzionamento. In primo luogo, un involucro o busta che costituisce il contenitore contenitore, è spesso noto come dorna e adatta le condizioni di sterilità richiesto, quindi, in generale, i materiali costituenti sono solitamente acciaio inossidabile e vetro, a seconda delle condizioni e dei volumi di lavoro necessario.

In secondo luogo c'è il modulo controller, quello che permette di impostare i parametri in modo che l'atmosfera di lavoro sia adeguata; Come ogni ciclo di controllo, questo modulo ti consente di fare un censimento di diverse variabili e manipolarne altre per farlo evitare disturbi e attivare strumenti che consentano di controllare le reazioni che si svolgono interiormente. Allo stesso modo, questo sistema di controllo richiede strumenti di controllo e misurazione ausiliari e persino apparecchiature aggiunte al bioreattore.

Per il controllo del temperatura, il bioreattore ha un bagno termostatico che permette di mantenere questa variabile ad un valore desiderato, in modo che la temperatura sia omogenea in tutto il reattore.

Infine, come qualsiasi sistema industriale, può richiedere strumenti e apparecchiature aggiuntive per servizi ausiliari come i sistemi di compressione aria e flussimetri, al fine di dosare l'aria e i gas necessari allo sviluppo del microrganismi.

Come funzionano?

Per capirlo meglio possiamo usare un esempio. Il caso di un bioreattore nel controllo di qualità d'acqua. In questo caso, il contenitore viene riempito con trucioli di legno attraverso i quali defluisce l'acqua. Pertanto, i microrganismi del suolo trascinati dall'acqua prima di entrare nel reattore colonizzano i trucioli e si nutrono del loro carbonio. Inoltre, nei loro processi vitali inalano i nitrati dall'acqua ed esalano l'azoto nell'atmosfera, in modo che l'acqua sia finalmente avida di nitrati.

A seconda del tipo di trattamento desiderato, il bioreattore cambia la sua composizione. Ampiamente, il suo impiego è diffuso nel trattamento degli effluenti e delle acque reflue, detti reattori anaerobici e aerobici, a seconda del tipo di microrganismi (comunemente batteri). Sulla base di essi si determinano le capacità di assimilazione della materia organica e dei nutrienti disciolti, che consente la rimozione di questi componenti dall'acqua. La materia organica, come detto sopra, è la fonte di alimentazione di questi microrganismi e, inoltre, deve essere prevista una fonte di azoto e fosforo per il processo di inalazione, che consente la crescita del microrganismo. Il biomassa generato è separato dalla differenza di densità e, quindi, l'acqua finale è pulita da materia organica e composti di azoto e fosforo. Naturalmente, questa applicazione ha il limite che l'effluente da trattare non contiene biocidi.

Modalità di funzionamento

Sebbene questo sia stato sviluppato qui per i bioreattori, si può dire che sono le modalità di funzionamento tipiche di qualsiasi reattore del settore.

Nel caso di funzionamento del bioreattore in batch, il volume rimane fisso per tutto il periodo di funzionamento e i microrganismi consumano reagenti (nutrienti) e generano i prodotti stipulato. Se invece il funzionamento è continuo, attraverso un flusso di ingresso il reattore viene alimentato in continuo e, contemporaneamente, viene estratto un certo flusso di prodotto.

Può verificarsi anche un'operazione che combina entrambe le modalità, in cui opera in batch e dopo determinati intervalli di tempo viene iniettata una corrente di alimentazione.

Altri esempi di applicazione

Le diverse utilità che sono state fornite ai bioreattori negli ultimi anni li pongono a un punto di sviluppo. Dalla generazione di cellule vegetali e fertilizzanti per l'industria agricola all'industria degli idrocarburi per attività di bonifica ambiente e il trattamento degli effluenti e l'industria delle energie rinnovabili, come nel caso della produzione di biogas e biodiesel.

Allo stesso modo, sono riusciti ad entrare nell'industria alimentare, per la generazione di probiotici che vanno di moda oggi e anche nella produzione della birra.

Naturalmente, nell'industria cosmetica e farmaceutica sono ampiamente utilizzati anche nella produzione di creme, acetone, antibiotici e persino vaccini.