FicWad

En este artículo se atiende el diseño y manejo de biorreactores de tambor giratorio y los biorreactores de tambor agitado en las que se inyecta 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 continuos, pero también se pueden utilizar para procesos por lotes, lo que será el asunto de este artículo.
Tenga en cuenta que hay bastantes fermentadores que son muy parecidos en apariencia a los de rotación y agitación de tambor en los cuales se mete aire directo en el fondo.
Esta aireación a_presión tendería a posicionarlos en los biorreactores del tipo continuamente agitado y fermentadores aireados a presión, sin embargo, si el biorreactor actúa 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.
Condiciones básicas, diseño y variables de funcionamiento.
Algunas de las posibles variantes de diseño observan_la inclusión de deflectores (o, más bien, la longitud y el perímetro del biorreactor.
Tenga en cuenta que las proporciones geométricas pueden fluctuar en una gama bastante diversa;la inclinación del eje central del biorreactor a la horizontal;el tamaño y la forma del dispositivo de mezclado dentro 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 afectará a los patrones de flujo de gas en el espacio superior;la presencia o ausencia de una área de agua externa.
Mantenga 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 pensados para coadyuvar 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 funcionamiento que están disponibles:_la carga de sólidos usada; la velocidad de rotación para un biorreactor 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 frecuencia, la duración y la velocidad de rotación o de eventos de agitación;la velocidad de flujo, la temperatura, y la humedad del aire usado en el espacio de_cabezal superior;la sincronización de las adiciones de agua;la temperatura del agua de refrigeración si se usa un enchaquetado; si no se aplica, luego_pues, si el aire se fuerza soplando más allá de la pared del tambor o no.
La mayoría de estas variables de funcionamiento se pueden alterar a voluntad a_lo_largo_de la fermentación.
La carga de sólidos es una variable funcional que se usa al inicio de cada ejecución.
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
Típicamente, los rellenos fraccionarios deben mantenerse por debajo de 0,4, a fin de lograr la mezcla viable de la cama.
Dado que la cama se mezcla, el agua podría ser empleada mediante la pulverización de una niebla fina sobre la cama durante la mezcla.
Por lo tanto la evaporación podría ser apoyada como parte de la idea de refrigeración, lo que significa que el aire no saturado se puede utilizar en la entrada de aire.
Los valores definidos para las variantes de diseño y operación se observarán afectados por las siguientes consideraciones:la tasa de producción de calor en el lecho afectará ostensiblemente 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 elegida descubrirá un equilibrio entre la aportación 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 modificar el diámetro máximo y la carga de sustrato que se puede usar.
Las partículas blandas pueden ser deshechas por el peso de una gran cama sobrepuesta.
Más adelante tocaremos lo que se conoce, sobre la base de estudios experimentales, acerca de cómo estas variaciones de diseño y operación modifican en el rendimiento de los fermentadores de tambor rotatorio y fermentadores de tambor agitado.
Mostraremos cómo los modelos matemáticos se pueden utilizar para profundizar aún más el diseño y manejo de tambor giratorio y agitado.
Ideas creativas en la operación.
Aplicaciones a gran escala.
Takamine (1914) trabajó_en un medio para la generación de amilasa por Aspergillus oryzae en el salvado de trigo, inicialmente en fermentadores de bandeja y, posteriormente, en fermentadores de tambor giratorio.
Este trabajo se extendió posteriormente por Underkofler en (1939).
Ziffer estuvo involucrado en el trabajo a_lo_largo_de la década de 1940 en el que la penicilina fue producida a nivel comercial por la SSF del salvado de trigo, en una planta que contenía 40 biorreactores de tambor rotatorio de 1,22 m de diámetro y 11,28 m de longitud, lo que significa que cada biorreactor tenía un volumen total de 13 m3.
Describió cómo se manejó el sistema, pero no cómo fue el desempeño.

El salvado se mezcló con la solución de nutrientes externamente y luego se adicionó a través de las escotillas de ingreso.
Estas fueron cerradas y el fermentador se esterilizó por inyección directa de vapor, a 1 atm encima de la presión ambiente, mientras_tanto que se hacía circular a 24 rpm.
El inóculo se agregó a través de boquillas de pulverización, en_lo que el tambor se rotó a 24 rpm.
La cantidad de aireación se estableció 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 fin de la biorreacción.
La velocidad de rotación se estableció a 24 rpm durante las iniciales 6 hrs.
Se redujo a 5 rpm entre 6 y 30 hrs y luego se subió a 24 rpm, que se sostuvo hasta el fin de la fermentación.
El agua se pulveriza arriba la superficie de_afuera con el deseo de ayudar a mantener la temperatura.
Al final de la fermentación (112 h), el sustrato fermentado se quita a través de las puertas de ingreso por un sistema de vacío neumático.
Los fermentadores de rotación de tambor adicionalmente se han utilizado en la industria de koji.
Sato y Sudo mostraron el uso de un biorreactor de tambor rotativo de 1.500 kg de capacidad, el cual está diseñado para rotar de forma intermitente.
Informan que el control preciso de la temperatura es difícil en este tipo de biorreactores, pero proporcionan más detalles.