Fermentación bacteriana
Biorreactores con alta transferencia de oxígeno para la fermentación microbiana de alta densidad celular — vidrio para el desarrollo, acero inoxidable para una producción robusta — diseñados para la aireación intensa y la carga térmica que exigen estos cultivos.
El reto
Las proteínas recombinantes, las enzimas industriales y el ADN plasmídico empiezan casi siempre por una fermentación bacteriana. La restricción de diseño nunca cambia: una cepa que se duplica en veinte minutos consume oxígeno más rápido de lo que un vaso infradimensionado puede aportarlo. Por encima de unos 70 g/L de masa celular, E. coli recombinante ya no está limitado por el sustrato: está limitado por cuánto oxígeno atraviesa la interfase gas–líquido [1]. De ahí salen dos magnitudes, y son aquellas con las que dimensionamos el reactor: el coeficiente volumétrico de transferencia (kLa) y la carga térmica que la camisa debe evacuar en el pico de crecimiento, sin perder la esterilidad entre lotes consecutivos.
Por eso la línea se divide en dos. En desarrollo lo que importa es ver qué ocurre dentro del vaso —espuma, turbidez, crecimiento en las paredes— y el vidrio lo permite. En producción lo que importa es la presión de trabajo, la esterilización in situ y una vida útil que se mide en años: a partir de ahí, acero.
La tecnología VINCI aplicada — tanque agitado de alta potencia (vidrio → acero)
Vasos agitados de alta potencia específica, impulsores Rushton y spargers anulares: la combinación que sostiene la transferencia de oxígeno que exigen los cultivos microbianos densos, gestionada por Bioflex™.
- Transferencia de oxígeno. La turbina Rushton sigue siendo la opción obligada cuando hace falta un kLa elevado: es radial, rompe las burbujas y las retiene en la zona de mezcla en lugar de empujarlas a la superficie. En configuración múltiple con sparger anular, la literatura de aplicación documenta máximos en torno a 308 h⁻¹, que corresponden a un OTR de unos 350 mmol/L·h [2].
- Vidrio en desarrollo, acero en producción. Vasos de vidrio para el desarrollo de métodos y la observación directa; acero inoxidable 316L con SIP/CIP allí donde importan la repetibilidad, la esterilidad y una larga vida útil.
- Evacuar el calor. Camisas y serpentines dimensionados sobre el pico metabólico, no sobre la media del lote: es el pico el que decide si la temperatura se mantiene dentro de rango.
- Cascada de DO y recetas Bioflex™. El oxígeno disuelto gobierna en cascada la agitación, el caudal de gas y el enriquecimiento con O₂ —alimentación DO-stat incluida— con recetas registradas y repetibles.
De la investigación a la producción, una sola plataforma
Los mismos parámetros y recetas de Bioflex™ te llevan de la mesa de laboratorio a la escala industrial, reduciendo el riesgo de transferencia entre etapas.
Biorreactores y fermentadores esterilizables in situ para I+D
Serie BioSIP.
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Biorreactores y fermentadores esterilizables in situ para piloto y producción
Serie BioFerm.
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Biorreactores y fermentadores esterilizables in situ de gran escala
Biorreactores a medida.
Ver el sistema →Referencias de rendimiento
Las cifras siguientes son referencias de la literatura publicada y de notas de aplicación del sector, no resultados obtenidos por VINCI ni por sus clientes.
- kLa de hasta ~308 h⁻¹. Medido en un vaso agitado con dos impulsores Rushton de 6 palas y un sparger anular: el orden de magnitud que exige una fermentación microbiana densa [2].
- Alta densidad celular. Procesos fed-batch documentados con E. coli alcanzan una DO₆₀₀ ≈ 201, unos 76 g/L de peso seco celular [2].
- Alimentación DO-stat. Gobernar el caudal de alimentación a partir de las oscilaciones del oxígeno disuelto es una vía establecida hacia la alta densidad y títulos elevados de proteína recombinante [1][2].
Fuentes científicas
- High cell density cultivation of E. coli for recombinant protein production (PMC)
- Nota de aplicación industrial — cultivo de E. coli de alta densidad celular en vaso agitado con impulsores Rushton y sparger anular (kLa ≈ 308 h⁻¹, DO₆₀₀ ≈ 201, peso seco celular ≈ 76 g/L)
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