Bioreactores y Procesos Industriales: Fundamentos y Aplicaciones

🧫 Bioreactores

Definición: Recipiente o sistema donde se mantienen condiciones biológicamente activas.

Función: Permite procesos aeróbicos o anaeróbicos.

Cómo funciona: Se agregan nutrientes y agua → los microorganismos los consumen → generan productos (metabolitos).

Fases del crecimiento microbiano:

• Lag: Adaptación.
• Exponencial: Crecimiento y metabolitos primarios.
• Estacionaria: Metabolitos secundarios (como antibióticos).

⚗️ Clasificación de bioreactores

Por modo de operación

• Batch (discontinuo): Se agregan todos los nutrientes al inicio y se extrae el producto al final.
• Fed-Batch (semicontinuo): Se alimenta poco a poco sin salida continua.
• Continuo: Entrada y salida constante de materiales y productos.

Por modo de agitación

• Tanque agitado: Usa paletas o hélices. Ideal para procesos aeróbicos.
• Columna de burbujas: Agitación por burbujas de aire sin partes mecánicas.
• Air Lift: Corrientes de gas que favorecen la mezcla.
• Membrana o perfusión: Separa células y filtra líquidos mediante una membrana.

⚙️ Parámetros y factores de control

Parámetros: Temperatura, pH, aireación, agitación, espuma, redox y presión.

Factores: Temperatura óptima, concentración de nutrientes, tipo de aireación y tiempo de cultivo.

🧬 Fases del proceso industrial biotecnológico

1. Preparación: Selección y mantenimiento de cepas; preparación del medio de cultivo.
2. Fermentación o producción: Cultivo bajo condiciones controladas (pH, T°, oxígeno, agitación).
3. Recuperación y purificación: Separar y purificar el producto mediante filtración, centrifugación, extracción, cromatografía, secado y formulación.

🧪 Escalamiento del proceso

1. Laboratorio: Pruebas iniciales.
2. Planta piloto: Ajuste y optimización.
3. Escala industrial: Producción rentable.

🏭 Proceso productivo en la industria

Definición: Conjunto de actividades coordinadas que transforman materias primas en productos terminados.

Objetivo: Controlar, optimizar y garantizar calidad y eficiencia.

Aplicaciones: Industrias alimentarias, farmacéuticas, textiles, tecnológicas y metalúrgicas.

Control: Indicadores, registros y auditorías.

Etapas del proceso

1. Recepción de materia prima.
2. Transformación (procesamiento).
3. Control de calidad.
4. Salida del producto final.

🍞 Ejemplo: Producción de Pan

1. Recepción de harina y levadura.
2. Verificación de consistencia:
   • ❌ No: ajustar mezcla.
   • ✅ Sí: fermentación → enfriado.