Cómo optimizar las prestaciones de los biorreactores mediante controladores másicos.


Actualmente nos encontramos en una carrera contra-reloj en el desarrollo de nuevas vacunas contra enfermedades infecciosas. En el mundo Biofarmaceútico, la eficiencia y productividad tecnológica de los biorreactores es un punto clave en este desarrollo.

Los biorreactores crean las condiciones ambientales óptimas de temperatura, concentración de nutrientes, pH, oxígeno disuelto, … para la fermentación y/o producción de cultivos celulares. A mayor rendimiento del cultivo celular del biorreactor, mayor probabilidad de conseguir un producto de calidad: Vacuna, farmaco….

 

Funcionamiento de un biorreactor

Hay dos variables fundamentales que influyen directamente en el funcionamiento de un biorreactor, el O2 disuelto y el pH. Ambas dependen directamente de un control preciso y fiable del caudal de gas.

La cantidad de O2 disuelto en el medio, debe reducirse o incrementase por inyección precisa de O2 o de N2. Dado que el O2 es relativamente poco soluble en agua, suele adicionarse de forma constante la cantidad de aire que permite mantener una concentración de O2 que favorezca el rendimiento del biorreactor.

El pH del medio se regular habitualmente por adición de ácidos y/o bases. En el caso de cultivos celulares, los ácidos líquidos podrían dañar las células, en su lugar, habitualmente la acidificación se realiza por adición de CO2 .

Para ajuste del caudal de CO2, los fabricantes de biorreactores han empleado tradicionalmente rotámetros con válvula manual . Estos sistemas tienen limitaciones evidentes, por lo que la tendencia actual es substituirlos por controladores de caudal másico digitales.

 

Ventajas de los controladores másicos.

En primer lugar, tanto rotámetros como controladores de Presión diferencial, son sistemas volumétricos. Por lo tanto, pequeñas variaciones de Presión (P) y Tempreatura (T) se traducen en un error significativo en la medida de caudal. Los instrumentos másicos, al contrario que los anteriores, son totalmente independientes de la P y la T, y no requieren compensación alguna.

Por otro lado, es evidente que un control automático de caudal es crítico para un buen funcionamiento del biorreactor. A pesar de las ventajas económicas de los rotámetros, éstos no disponen de ninguna señal de salida que les permita manejar automáticamente las variaciones de las condiciones requeridas para una operación óptima de un biorreactor.

Otros aspectos importantes son el tamaño del controlador másico, y su versatilidad. Así por ejemplo, la capacidad de manejar distintos gases (O2 y N2) con un mismo equipo es una prestación siempre interesante.

Finalmente, en ambientes de salas blancas, fenómenos de contaminación pueden echar a perder lotes de cultivos, con la consiguiente merma de productividad. Emplear equipos, menos sensibles a la contaminación, reducirá este riesgo.

Podemos concluir, indicar que los controladores másicos de caudal (MFC) Smart-Trak de la empresa americana Sierra Instruments ,pueden realizar perfectamente dicha función.

 

Caracteristicas más importantes de los SMART-Track:

  1. La tecnología de medida por dispersión térmica, da una medida directa del caudal másico, no afectada por variaciones de P y T
  2. Su sistema de medida tipo capilar, proporciona gran linealidad de medida independientemente del gas medido. Gracias a su electrónica digital, el equipo se entrega calibrado para 10 gases distintos
  3. Prestaciones de medida “superiores”; exactitud +/- 1% fondo escala (para todos los gases), repetibilidad +/-0.2% f.e., y rangeabilidad de 50:1
  4. Incorpora una válvula de control automática, sin fricción y de acción directa, para un ajuste rápido y estable del caudal de gas entre el 2 y 100% del rango del equipo.
  5. Compacto en tamaño, con cuerpo de medida en acero inox 316 de alta calidad, y múltiples tipos de conexión a proceso disponibles

 

Para más información pueden contactar con MATELCO, SA.
e-mail: instrumentacion@matelco.es.

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