Determinarea volumului optim de bioreactoare este esenţială pentru o producţie biochimică eficientă la scară largă. Aceasta asigură o producţie maximă, menţinând în acelaşi timp eficienţa costurilor şi stabilitatea operaţională. Mai mulţi factori influenţează calculul, inclusiv ratele de creştere microbiană, disponibilitatea substratului şi proiectarea procesului.

Factori care afectează volumul bioreactorului

Factorii principali includ scala de producție dorită, cinetica de creștere microbiană, și ratele de consum ale substratului. În plus, transferul de oxigen, eficiența de amestecare și capacitatea de eliminare a căldurii au impact asupra dimensiunii bioreactorului.

Etape pentru calcularea volumului bioreactorului

Urmați acești pași pentru a estima volumul bioreactorului:

  • Se determină cantitatea totală de produs necesară pentru fiecare lot.
  • Estimarea ratei de productivitate specifice a microorganismului.
  • Se calculează concentrația necesară de biomasă.
  • Calculează timpul total de fermentare.
  • Se utilizează formula: Volum = (biomasa totală) / (concentrația de biomasă).

Calculul de exemplu

Dacă un proces necesită 100 kg de produs, cu o productivitate specifică de 0,5 g/l/h, iar fermentarea durează 48 de ore, biomasa totală necesară este de 100 kg. Presupunând o concentrație de biomasă de 10 g/l, volumul bioreactorului ar fi:

Volumul = (100 000 g) / (10 g/l) = 10000 l.