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En este artículo se trata 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 seleccionado para procesos continuos, pero también se pueden emplear para procesos por lotes, lo que será el asunto de este texto.
Tenga en cuenta que hay diversos fermentadores que son muy similares en primera_instancia a los de rotación y agitación de tambor en los cuales se inyecta aire directo en el lecho.
Esta aireación fuerte tendería a colocarlos en los biorreactores del tipo constantemente agitado y fermentadores aireados a presión, sin embargo, si el biorreactor opera más de cerca a este caso de fermentador o a un proceso de tambor giratorio o de tambor agitado dependerá de la eficiencia de dicha aireación a presión.
Condiciones base, diseño y variables de funcionamiento.
Algunas de las posibles variantes de diseño incluyen:_la inclusión de deflectores (o, más correctamente, la longitud y el perímetro del fermentador.
Tenga en cuenta que las dimensiones geométricas pueden cambiar en una gama bastante diversa;la inclinación del eje central del biorreactor a la horizontal;el tamaño y la forma del dispositivo de mezclado en_el_interior 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.
Tome en cuenta que para un tambor giratorio esto aumentará el peso para ser girado y también precisará un sello de agua que gira arriba_de la entrada y las líneas de agua de salida;si las características interiores 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 durante 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 cualquier 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 intensidad, la duración y la velocidad de rotación o de eventos de agitación;la velocidad de flujo, la temperatura, y la humedad del aire agregado 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 usa, luego_pues, si el aire se agrega soplando más allá de la pared del tambor o no.
La mayoría de estas variantes de funcionamiento se pueden variar a voluntad a_lo_largo_de la fermentación.
La carga de sólidos es una variable operativa que se deja_estática al principio de cada ejecución.
Tenga en cuenta que muta 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 libremente.
La carga de sólidos se relaciona con el
Típicamente, los rellenos fraccionarios deben limitarse por debajo de 0,4, a fin de buscar la mezcla viable de la cama.

Dado que la cama se mezcla, el agua podría ser reutilizada mediante la pulverización de una neblina fina sobre la cama durante la mezcla.
Por lo tanto la evaporación debería ser promovida como parte de la intensión de refrigeración, lo que significa que el aire no saturado se puede aplicar en la entrada de aire.
Los valores elegidos para las variables de diseño y operación se verán afectados por las siguientes consideraciones:la cantidad de producción de calor en el lecho influirá notoriamente 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 seleccionada mostrará 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 emplear.
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 variantes de diseño y operación intervienen en el rendimiento de los biorreactores de tambor rotatorio y biorreactores de tambor agitado.
Expondremos cómo los modelos matemáticos se pueden usar para profundizar aún más el diseño y operación de tambor giratorio y agitado.
Ideas novedosas en la aplicación.
_Utilización a gran escala.
Takamine (1914) desarrolló un método para la generación de amilasa por Aspergillus oryzae en el salvado de trigo, previamente en biorreactores de bandeja y, después, en biorreactores de tambor giratorio.
Este trabajo se desarrollo_más después por Underkofler en (1939).
Ziffer estuvo involucrado en el trabajo a_lo_largo_de la década de 1940 en el que la penicilina fue generada a escala 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 era que cada fermentador tenía un volumen total de 13 m3.
Definió cómo se operó el sistema, pero no cómo fue el resultado.
El salvado se integró con la solución de nutrientes externamente y después se agregó a través de las válvulas de ingreso.
Estas fueron clausuradas y el fermentador se esterilizó por inyección directa de vapor, a 1 atm por_encima de la presión ambiente, simultáneamente que se hacía rotar a 24 rpm.
El inóculo se inyectó a través de entradas de pulverización, además_de que el tambor se rotó a 24 rpm.
La tasa 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 fin de la fermentación.
La velocidad de giro se mantuvo a 24 rpm durante las primeras 6 hrs.
Se bajó a 5 rpm entre 6 y 30 hrs y luego se incrementó a 24 rpm, que se sostuvo hasta el término de la fermentación.
El agua se pulveriza arriba la superficie externa con el fin de ayudar a mantener la temperatura.
Al término de la fermentación (112 h), el sustrato fermentado se separa a través de las escotillas de ingreso por un sistema de vacío neumático.
Los fermentadores de circulación de tambor además se han usan en la fabricación de koji.
Sato y Sudo reportaron el empleo de un fermentador de tambor giratorio de 1.500 kg de tamaño, el cual está pensado para rotar de forma aleatoria.
Informan que el control preciso de la temperatura es difícil en este tipo de biorreactores, pero proporcionan más detalles.