I bioreattori sono progettati per creare un ambiente ottimale per processi biologici come la fermentazione o il biorisanamento.
Queste condizioni includono un controllo preciso di diversi fattori chiave.
5 fattori chiave mantenuti nei bioreattori
Controllo della temperatura
La temperatura è un fattore critico nei bioreattori.
Influisce direttamente sulla velocità delle reazioni biologiche e sulla vitalità dei microrganismi.
Il reattore può essere riscaldato o raffreddato per mantenere la temperatura ottimale per lo specifico processo biologico studiato o utilizzato.
Ad esempio, durante i processi di fermentazione, il mantenimento della temperatura corretta assicura la produzione efficiente dei metaboliti desiderati e previene la denaturazione degli enzimi o il danneggiamento dei microrganismi.
Controllo del pH
Il pH del mezzo all'interno del bioreattore è un altro parametro cruciale.
Molti microrganismi hanno un intervallo di pH specifico entro il quale funzionano in modo ottimale.
Le deviazioni da questo intervallo possono influenzare le loro attività metaboliche e la loro salute generale.
I bioreattori sono dotati di sensori di pH e di sistemi di controllo che regolano il pH aggiungendo acidi o basi secondo le necessità per mantenere le condizioni ottimali per i microrganismi.
Controllo della pressione
Anche se non è universalmente critica come la temperatura e il pH, la pressione può essere un fattore importante in alcune applicazioni del bioreattore.
In particolare, quelle che prevedono il trasferimento di massa ad alta pressione o gas-liquido.
Il controllo della pressione può aiutare a mantenere la solubilità di gas come l'ossigeno, essenziale per i microrganismi aerobi, e a prevenire la fuoriuscita di composti volatili.
Sterilità
Il mantenimento della sterilità è essenziale nei bioreattori per evitare la contaminazione da parte di microrganismi indesiderati.
Ciò si ottiene attraverso protocolli di progettazione e funzionamento rigorosi.
Tra questi, l'uso di materiali sterili, la sterilizzazione del reattore e del suo contenuto e il mantenimento di condizioni asettiche durante il funzionamento.
La sterilità garantisce che i processi biologici che si verificano all'interno del reattore siano dovuti esclusivamente ai microrganismi o alle cellule previste.
Miscelazione e dispersione
Una miscelazione e una dispersione efficaci di nutrienti e gas sono necessarie per garantire che tutti i microrganismi nel bioreattore abbiano accesso alle risorse di cui hanno bisogno.
I reattori agitati utilizzano l'agitazione meccanica per raggiungere questo obiettivo, mentre altri progetti possono utilizzare lo sparging di gas o altri metodi.
Un'adeguata miscelazione aiuta anche a mantenere condizioni uniformi in tutto il reattore.
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