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En este artículo se aborda el diseño y desempeño de biorreactores de tambor giratorio y los biorreactores de tambor agitado en las que se agrega el aire en el espacio de cabeza y no a la fuerza a través del mismo piso de sustrato.
Este tipo de fermentadores puede ser elegido para procesos constantes, pero también se pueden emplear para procesos por lotes, lo que será el centro de este texto.
Tenga en cuenta que hay bastantes fermentadores que son muy similares en primera_instancia a los de rotación y agitación de tambor en los cuales se mete aire directamente en el piso.
Esta aireación fuerte tendería a posicionarlos en los biorreactores del tipo continuamente agitado y biorreactores aireados a presión, sin embargo, si el biorreactor trabaja más de cerca a este tipo de biorreactor o a un proceso de tambor giratorio o de tambor agitado dependerá de la eficiencia de dicha aireación a presión.
Características primarias, diseño y variables de funcionamiento.
Algunas de las posibles variantes de diseño contienen_la inclusión de deflectores (o, más acertadamente, la distancia y el perímetro del biorreactor.
Tenga en cuenta que las dimensiones geométricas pueden fluctuar en una gama bastante amplia;la inclinación del eje central del fermentador a la horizontal;el tamaño y la forma del dispositivo de mezclado adentro de un tambor agitó y el número, tamaño, y la forma de deflectores en un tambor giratorio desconcertado;el diseño de la entrada y salida del sistema de aireación, lo que influirá a los patrones de flujo de gas en el espacio superior;la presencia o ausencia de una área de agua exterior.
Tome en cuenta que para un tambor giratorio esto incrementará el peso para ser girado y también necesitará un sello de agua que gira arriba_de la entrada y las líneas de agua de salida;si las características internas tales como deflectores o paletas están diseñados para apoyar en el enfriamiento;el diseño del sistema para la adición de agua u otros aditivos a la cama a_lo_largo el proceso;en la operación continua, el diseño de la entrada de sustrato y la salida.
Las variantes de operación que están disponibles:_la carga de sólidos usada; la velocidad de rotación para un fermentador de tambor giratorio, la velocidad de mezclado para un biorreactor de tambor de agitación.
Si la rotación o agitación se llevan a cabo de manera intermitente, entonces, la intensidad, la duración y la velocidad de rotación o de sucesos de agitación;la velocidad de flujo, la temperatura, y la humedad del aire soplado en el espacio de_cabezal superior;la sincronización de las adiciones de agua;la temperatura del agua de refrigeración si se usa un encamizado; si no se aplica, entonces, si el aire se fuerza soplando más allá de la pared del tambor o no.
La mayor_parte de estas variantes de operación se pueden variar a voluntad durante la fermentación.
La carga de sólidos es una variable operativa que se fija al principio de cada operación.
Tenga en cuenta que se_transforma durante la fermentación como parte de que los sólidos se convierten en CO2, pero una vez que la fermentación ha iniciado, la carga de sólidos no se puede controlar fácilmente.
La carga de sólidos se enlaza con el
Comunmente, los rellenos fraccionarios deben permanecer por debajo de 0,4, a fin de permitir la mezcla razonable de la cama.

Dado que la cama se mezcla, el agua puede ser reutilizada mediante la pulverización de una niebla fina sobre la cama durante la mezcla.
Por lo tanto la evaporación debería ser empleada como parte de la idea de refrigeración, lo que quiere_decir que el aire no saturado se puede emplear en la entrada de aire.
Los valores elegidos para las variantes de diseño y operación se observarán afectados por las siguientes consideraciones:la tasa de producción de calor en el lecho afectará fuertemente las decisiones acerca de la carga del biorreactor, la tasa de aireación, y la humedad del aire de entrada.
La velocidad de rotación o agitación empleada representará un equilibrio entre la promoción de la transferencia de calor y O2 dentro del lecho y entre la cama y el espacio de cabeza y la minimización de daños de corte para el microorganismo.
la fuerza de las partículas puede alterar el diámetro máximo y la carga de sustrato que se puede usar.
Las partículas blandas pueden ser aplastadas por el peso de una gran cama superpuesta.
Más adelante expondremos lo que se conoce, sobre la base de estudios experimentales, acerca de cómo estas variables de diseño y operación modifican en el rendimiento de los fermentadores de tambor rotatorio y fermentadores de tambor agitado.
Expondremos cómo los modelos matemáticos se pueden usar para entender aún más el diseño y operación de tambor giratorio y agitado.
Ideas tentativas en la operación.
Aplicaciones a gran escala.
Takamine (1914) trabajó_en un método para la creación de amilasa por Aspergillus oryzae en el salvado de trigo, primero en fermentadores de bandeja y, luego, en biorreactores de tambor giratorio.
Este trabajo se amplió después por Underkofler en (1939).
Ziffer estuvo involucrado en el trabajo en la década de 1940 en el que la penicilina fue creada a escala comercial por la SSF del salvado de trigo, en una planta que contenía 40 fermentadores de tambor rotatorio de 1,22 m de diámetro y 11,28 m de longitud, lo que era que cada fermentador tenía un tamaño total de 13 m3.
Estableció cómo se trabajó el sistema, pero no cómo fue el resultado.
El salvado se integró con la solución de nutrientes externamente y posteriormente se añadió a través de las válvulas de ingreso.
Estas fueron clausuradas y el fermentador se esterilizó por inyección directa de vapor, a 1 atm por_arriba de la presión ambiente, al_tiempo_que que se hacía rotar a 24 rpm.
El inóculo se agregó a través de entradas de pulverización, además_de que el tambor se rotó a 24 rpm.
La variable de aireación se detuvo entre 0,28 y 0,42 m3 min-1 hasta 30 h, a continuación se incrementó a 1,13 m3 min-1, que se mantuvo hasta el término de la fermentación.
La velocidad de rotación se mantuvo a 24 rpm a_lo_largo_de las iniciales 6 hrs.
Se bajó a 5 rpm entre 6 y 30 hrs y luego se aumentó a 24 rpm, que se mantuvo hasta el término de la fermentación.
El agua se pulveriza arriba la superficie externa con el deseo de ayudar a controlar la temperatura.
Al término de la fermentación (112 h), el sustrato fermentado se retira a través de las ventanas de acceso por un sistema de vacío neumático.
Los biorreactores de rotación de tambor adicionalmente se han aplican en la industria de koji.
Sato y Sudo reportaron el empleo de un fermentador de tambor rotativo de 1.500 kg de capacidad, el cual está pensado para rotar de forma intermitente.
Informan que el control preciso de la temperatura es difícil en este tipo de biorreactores, pero proporcionan más detalles.