Determinar el volumen óptimo de bioreactor es esencial para una producción bioquímica eficiente a gran escala. Garantiza el rendimiento máximo manteniendo la eficacia en función de los costos y la estabilidad operacional. Varios factores influyen en el cálculo, incluyendo las tasas de crecimiento microbiano, la disponibilidad de sustratos y el diseño de procesos.

Factores que afectan al volumen del bioreactor

Los factores principales son la escala de producción deseada, los kinetics de crecimiento microbiano y las tasas de consumo de sustrato. Además, la transferencia de oxígeno, la eficiencia de mezcla y la capacidad de eliminación de calor afectan el tamaño del bioreactor.

Pasos para calcular el volumen del biorreactor

Siga estos pasos para estimar el volumen del bioreactor:

  • Determinar la cantidad total de producto necesaria por lote.
  • Estimar la tasa de productividad específica del microorganismo.
  • Calcular la concentración de biomasa necesaria.
  • Cumplir el tiempo total de fermentación.
  • Use la fórmula: Volumen = (biomasa total) / (Concentración de biomasa).

Cálculo de ejemplo

Si un proceso requiere 100 kg de producto, con una productividad específica de 0,5 g/L/h, y la fermentación dura 48 horas, la biomasa total necesaria es de 100 kg. Asumiendo una concentración de biomasa de 10 g/L, el volumen bioreactor sería:

Volumen = (100,000 g) / (10 g/L) = 10.000 L.