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Un bioportador es un material que sirve como medio de transporte para células, bacterias, enzimas y otros compuestos en biorreactores. Se utilizan varios tipos de bioportadores en el diseño de biorreactores, como las siguientes 3 categorías.
Soporte de biomasa
El soporte de biomasa es una categoría de bioportadores diseñados para proporcionar una superficie para el crecimiento de microorganismos. Aquí hay varios ejemplos.
Bioportador de bandeja: Las bandejas, también conocidas como bioportadores de placas perforadas, consisten en una lámina plana con orificios que permiten el intercambio de gases y la transferencia de nutrientes. Las bandejas proporcionan una plataforma para el crecimiento de microorganismos en la sección superior del biorreactor, al tiempo que permiten la circulación de los medios de cultivo a través de la sección inferior.
Bioportador espiral: Los bioportadores espirales presentan un diseño helicoidal que promueve la mezcla y la transferencia de masa dentro del biorreactor. Pueden construirse con diferentes materiales, incluido el acero inoxidable y el plástico. El uso de bioportadores espirales puede aumentar el área superficial para el crecimiento de microorganismos y evitar la sedimentación de las células.
Bioportador de lecho empacado: Los bioportadores de lecho empacado utilizan una gran cantidad de pequeñas partículas o pajas para llenar el biorreactor. Estas partículas pueden estar hechas de vidrio, plástico o cerámica. Los bioportadores de lecho empacado proporcionan más superficies para que los microorganismos se adhieran y crezcan. También ayudan en el movimiento y la mezcla de los medios de cultivo.
Bioportador de goteo: En un biorreactor de goteo, los medios de cultivo fluyen hacia abajo sobre la superficie de la biomasa empacada. La biomasa empacada puede ser material plástico, cerámico o de vidrio. El movimiento de goteo ayuda a que el oxígeno se difunda en el biorreactor, donde los microorganismos pueden crecer y aumentar en número.
Entrega de nutrientes
En algunos casos, el soporte de biomasa no es suficiente para proporcionar los nutrientes para el crecimiento de los microorganismos. Por lo tanto, se necesitan bioportadores adicionales. Aquí hay dos comunes.
Bioportador de esponja: Las esponjas están hechas de materiales poliméricos. Tienen una estructura porosa que permite la circulación de los medios de cultivo y el intercambio de gases. Esta característica da más espacio para que los microorganismos crezcan. Los bioportadores hechos de esponjas se utilizan a menudo en el tratamiento de aguas residuales y los procesos de fermentación.
Bioportador de filtro: Los filtros son otro portador utilizado en un biorreactor. Tienen una permeabilidad selectiva que permite que solo ciertos sustratos y microorganismos pasen. Los bioportadores basados en filtros mejoran la pureza del cultivo al evitar el paso de contaminantes.
Mejora de la interacción
Además de los bioportadores anteriores, algunos específicos tienen como objetivo mejorar la interacción entre las diferentes fases en un biorreactor, como la fase sólida, la fase líquida y la fase gaseosa. Por ejemplo, un bioportador de espuma puede crear una estructura espumosa dentro del biorreactor. La estructura espumosa mejora el área de contacto entre las fases líquida y gaseosa. También proporciona un entorno para el crecimiento de microorganismos.
Tratamiento de residuos industriales:
El bioportador tiene una estructura porosa y una gran área superficial, lo que proporciona un buen soporte para el crecimiento y la reproducción microbiana. En las plantas de tratamiento de aguas residuales, los bioportadores se utilizan a menudo en reactores biológicos como reactores de lotes secuenciales (SBR), reactores biológicos de membrana (MBR), etc. Pueden unir diferentes microorganismos, incluidas bacterias y hongos, para degradar los contaminantes orgánicos y convertirlos en sustancias inofensivas.
Industria alimentaria y de bebidas:
En la industria alimentaria y de bebidas, los bioportadores se pueden utilizar en la fermentación de alimentos y el tratamiento de residuos. Por ejemplo, en las industrias cervecera y láctea, es necesario aplicar cepas específicas para mejorar la calidad del producto y la eficiencia de la producción. El uso de bioportadores como portador puede garantizar que estas cepas mantengan una alta densidad celular y actividad, mejorando así la velocidad y el rendimiento de la fermentación.
Biodegradación de la contaminación por petróleo:
El bioportador también se puede utilizar en la biorremediación de la contaminación ambiental. Por ejemplo, en el caso de la contaminación del suelo o del agua por derrames de petróleo, los bioportadores se pueden emplear para transportar microorganismos degradantes específicos para promover la degradación y la restauración de los sitios contaminados.
Tratamiento de residuos animales:
Los bioportadores también se pueden utilizar para tratar los residuos animales. Las granjas de animales suelen producir una gran cantidad de residuos, lo que puede provocar contaminación ambiental. El tratamiento biológico basado en bioportadores puede reducir el impacto ambiental y mejorar la eficiencia de la eliminación de residuos.
Hay varios factores a considerar al seleccionar o comprar bioportadores para su negocio.
Necesidades de aplicación comercial:
Las necesidades de aplicación comercial deben ser el factor más importante a considerar al elegir un bioportador. Afortunadamente, existen diversos tipos de bioportadores diseñados para satisfacer necesidades de aplicación específicas. Por lo tanto, es importante elegir un bioportador que satisfaga las necesidades específicas de la aplicación. Por ejemplo, elija un bioportador de lecho fijo si tiene la intención de apoyar el crecimiento microbiano y permitir una transferencia de masa efectiva dentro del portador.
Requisitos operativos:
Al elegir un bioportador, es importante considerar los requisitos operativos, como la temperatura, el pH y la presión. Afortunadamente, existen bioportadores con materiales y diseños robustos que pueden soportar condiciones ambientales difíciles. Por ejemplo, seleccione un portador de aire biofísico si necesita trabajar con aplicaciones de alta temperatura. Estos bioportadores están hechos de materiales cerámicos de alta calidad que pueden soportar condiciones de alta temperatura.
Compatibilidad del sistema:
El bioportador seleccionado debe ser compatible con los sistemas operativos presentes en la organización. Por ejemplo, el bioportador debe poder integrarse fácilmente con los equipos y procesos existentes. Además, el bioportador debe tener parámetros operativos similares a otros componentes dentro del sistema.
P1: ¿Cuál es el propósito de un bioportador?
R1: La función principal de un bioportador es proporcionar un entorno adecuado para que los microorganismos se adhieran y crezcan durante el tratamiento de residuos en un tanque de agua.
P2: ¿De qué están hechos los bioportadores?
R2: Los bioportadores se pueden hacer de varios materiales, incluidos plástico, PVC, PP, PET, almidón y piedra, cada uno elegido por sus características específicas y su idoneidad para aplicaciones particulares.
P3: ¿Cómo funciona un bioportador?
R3: Típicamente, los bioportadores en un biorreactor se mantienen suspendidos en el líquido de procesamiento mediante una mezcla continua. Como resultado, los microorganismos se adhieren al bioportador y crecen en biomasa. Mientras tanto, la mezcla ayuda a distribuir los nutrientes a los microorganismos, promoviendo su rápido crecimiento.
P4: ¿Se pueden utilizar bioportadores en procesos anaeróbicos?
R4: Sí, los bioportadores se utilizan comúnmente tanto en procesos aeróbicos como anaeróbicos. En particular, juegan un papel clave en los procesos anaeróbicos al proporcionar un lugar para que los microorganismos residan y lleven a cabo la digestión anaeróbica.
浙公网安备 33010002000092号
浙B2-20120091-4