Biorreatores de aço inox: tipos e características

Um biorreator é um dispositivo fabricado onde uma reação biológica é realizada. É um sistema fechado usado para bioprocessamento, que suporta o crescimento de células ou tecidos. O processo pode ser aeróbico ou anaeróbico. As reações bacterianas geralmente ocorrem em fermentadores, enquanto o crescimento de células ocorre em um biorreator.

Normalmente, os biorreatores têm formato cilíndrico e variam em tamanhos de litros a metros cúbicos. Geralmente são feitos de aço inox. Isso porque é um material altamente resistente e durável, que não oxida e nem mesmo enferruja.

Biorreatores são amplamente utilizados na produção de produtos farmacêuticos, como antibióticos e insulina. São recipientes estéreis com controladores de temperatura e instalações de gaseificação, necessários para iniciar uma reação bioquímica. O controle da temperatura, umidade, pH, níveis de oxigênio e taxa de agitação proporcionará as condições mais adequadas para maximizar o crescimento e a produtividade celular.

Etapas de um bioprocesso

Existem três etapas principais em um bioprocesso: processamento upstream, biorreação e processamento downstream para transformar a matéria-prima em um produto acabado.

Biorreatores são frequentemente utilizados em laboratórios e salas nas quais os controles ambientais são rigorosos. Portanto, esse equipamento deve ser projetado para facilitar a limpeza completa. Além disso, a manutenção regular é importante para garantir que o sistema funcione adequadamente. A manutenção regular previne falhas e garante o desempenho ideal.

Processamento Upstream:

A matéria-prima é de origem biológica ou não biológica. Primeiramente, ela é transformada em uma forma mais adequada para processamento. Isso é concluído na etapa de processamento upstream. Esta etapa envolve:

- Hidrólise química
- Preparação do meio líquido
- Separação de partículas
- Purificação do ar
- Outras operações preparatórias

Biorreação:

Após o processamento upstream, o material resultante é movido para um ou mais estágios de biorreação. Os biorreatores formam a base do estágio de biorreação, que por sua vez consiste em três operações:

- Produção de biomassa
- Biossíntese de metabolismo
- Biotransformação

Processamento a jusante:

Para a próxima etapa do processo, o material criado no biorreator precisa ser processado para se transformar em uma forma mais útil. Este processo consiste em operações físicas de separação, que incluem:

- Separação de sólidos e líquidos
- Adsorção
- Extração líquido-líquido
- Destilação
- Secagem

Tipos de processos de biorreatores:

Existem três tipos principais de processos de biorreatores que são utilizados: batelada, contínua e batelada alimentada.

Processos de biorreator em lote:

Os processos de biorreator em lote envolvem o enchimento do biorreator com meio e inóculo e o funcionamento do reator sem adicionar nutrientes ou meio até que o perfil de crescimento esteja completo.

Processos de biorreatores contínuos:

Os processos contínuos de biorreatores envolvem o fornecimento contínuo de nutrientes e meio para o vaso, enquanto o reator coleta material continuamente. Como há material sendo coletado constantemente, os processos contínuos podem resultar em volumes maiores de material coletado e campanhas de biorreatores mais longas. A desvantagem de campanhas de biorreatores mais longas é que elas aumentam significativamente a possibilidade de contaminação.

Processos de biorreatores alimentados em batelada:

Os processos de biorreatores alimentados em batelada são os mais comuns. O processo começa com um volume inicial menor e fornece nutrientes e meio de cultura de acordo com um cronograma planejado, sem remover o material coletado. Após a conclusão do processo, o material é coletado para processamento posterior.

Os biorreatores podem ser personalizados de acordo com as necessidades de manuseio, localização e outros critérios importantes. O processo de fabricação deve oferecer um equipamento da mais alta qualidade. O biorreator deve ser testado para garantir o máximo desempenho possível.

Tipo de aço inox para a fabricação de biorreatores

Aço inoxidável de alta qualidade é essencial na fabricação de biorreatores que processam lotes de materiais ácidos e altamente corrosivos, como produtos químicos do setor cosmético e farmacêutico.

O ideal é utilizar o aço inox 316L como material padrão na fabricação de biorreatores. Dessa forma, cada equipamento é planejado e desenvolvido para atender as exigências das empresas. Assim poderão operar com eficiência, atingindo todo o seu potencial de processamento.

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