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Características:

Son reactores que pueden llevar a cabo reacciones químicas y biológicas a una escala o volumen muy pequeño, tiene la finalidad de trabajar bajo condiciones mayormente controladas para asegurar cubrir y controlar cada célula, así se asegura el rendimiento, pureza, desplazamiento o síntesis de los compuestos a utilizar.

Estor reactores comprenden canales de fluido en al menos un nivel y cuenta con entradas y salidas de fluidos.

Ventajas:

Eficiente transformación de calor y masa

Mejor control de factores como temperatura o presión

Mayor eficiencia de reacción o transformación

Menor consumo de reactivos

Desventajas:

Alto costo de producción del biorreactor

Puede haber precipitados o acumulación en los canales

Limitación en trabajo con partículas grandes o sólidos

Limitación con el uso de sustancias viscosas

Referencias:

Breuer, N., Meyer, H., & Kg, A. D. G. a. C. (1997, February 20). ES2205468T3 - Microreactores quimicos y procedimiento para su fabricaci0n.          - Google Patents. https://patents.google.com/patent/ES2205468T3/es

HERRERA ZEPPELIN, L., & TOLEDO TORRES, M. (2013). MODELACIÓN DE UN REACTOR CATALÍTICO DE MICROCANAL ACOPLANDO REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS. UNIVERSIDAD DE CHILE. https://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/114027/cf-lagos_nl.pdf?sequence=1

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Características:

Ampliamente utilizado para cultivos de células de mamíferos y biofarmacéutica.

Equipados con componentes estériles listos para usar.

Ventajas:

Reduce la probabilidad de contaminación al utilizar componentes estériles.

Elimina la necesidad de limpiar entre lotes, aumentando la capacidad de producción.

Capacidad de escalabilidad en un rango de volúmenes.(Bionet, 2025)

Reducción de uso de agua. (Thermofisher Scientific, 2023)

Desventajas:

Mayor cantidad de deshechables plásticos.

No son personalizables.

Usos limitados debido a las condiciones de oxígeno y disipación de calor. (Stanbury et al., 2016)

Referencias:

Bionet. (2025). Single-use archivos. https://bionet.com/bioreactor-uses/single-use/

Thermofisher Scientific. (2023). Single-use vs. stainless steel The biopharmaceutical manufacturing debate Single-use technologies. https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/BPD/Reference-Materials/single-use-vs-stainless-steel-white-paper.pdf

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Características

Se suministra aire y CO2 através de burbujeadores

Se utilizan para producir sustancias vitales o metabolitos de plantas

Generalmente cuando se quiere aumentar intensidad de luz o proporcionarla a zonas sombreadas o oscuras del fotobiorreactor se recomienda utilizar un biorreactor internamente iluminado, pues esto evita la fotoinhibición

Ventajas

Puede tanto utilizar luz solar como luz artificial; cuando la luz solar no de el suministro lumínico necesario se puede compensar con luz artificial

Diseño compacto (comparado con estanque abierto), pero trabajan con volúmenes grandes en comparación de los fotobiorreactores tubulares

Pueden lograr densidades de 10 a 20 veces mayores que los sistemas tradicionales

Menor riesgo de contaminación comparado con estanques abiertos o tanques de fibra de vidrio

Desventajas

Mayor inversión

Mayor gasto de energía debido a la alimentación artificial

No es posible realizar un aumento de escala en todas las direcciones espaciales debido a que deben de tener profundidades pequeñas

Relacionado con lo anterior, tienden a tener geometrías de muy delgadas y largas

Referencias :)

Delavar, M. A., & Wang, J. (2022). Bioreactor concepts, types, and modeling. In Elsevier eBooks (pp. 195–245). https://doi.org/10.1016/b978-0-323-85690-4.00004-x

Heining, M., & Buchholz, R. (2015). Photobioreactors with internal illumination – A survey and comparison. Biotechnology Journal, 10(8), 1131–1137. https://doi.org/10.1002/biot.201400572

Ranganathan, P., Pandey, A. K., Sirohi, R., Hoang, A. T., & Kim, S. (2022). Recent advances in computational fluid dynamics (CFD) modelling of photobioreactors: Design and applications. Bioresource Technology, 350, 126920. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.126920

Ugwu, C., Aoyagi, H., & Uchiyama, H. (2007). Photobioreactors for mass cultivation of algae. Bioresource Technology, 99(10), 4021–4028. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.046

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Figura 1. Comparación de tipo de membrana en MBR (BlueGold, 2020)

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CARACTERÍSTICAS:

Reactores que permiten la reutilización de agua residuales a través de sistemas compactos los cuales ayudan a reducir la producción de fangos hasta un 40%. Se componen de 2 partes principales los cuales se basan en degradar los compuestos que se encuentren en el agua, y finalmente separar los contaminantes del líquido a través de las membranas (AEDyR, 2019).

Etapas:

1. Pre tratamiento

1. Eliminación de partículas cuyo tamaño pueda causar un daño al sistema

2. Reactor biológico

1. Constituido por 2 fases de oxidación

2. Homogeneización

3. Prevención de sedimento

3. Separación

1. Membranas de ultrafiltración

2. Membrana integrada sumergida

3. Membrana externa

4. Limpieza

1. Flujo tangencial para evitar precipitados orgánicos o inorgánicos a través de turbulencias para evitar incrustaciones en las membranas.

(BlueGold, 2020)

VENTAJAS:

Plantas compactas

Reducción de costos

No requiere desinfección adicional

DESVENTAJAS:

Alto costo de implantación

(BlueGold, 2020)

APLICACIONES:

1. Municipales --> Obtención de agua de alta y buena calidad para llenado de estanques, riegos de jardines, etc.

2. Industriales --> Tratamiento y reutilización de agua en la industria marítima para limpieza de material.

(BluGold, 2020)

Referencias:

1. AEDyR. (2019). La tecnología de reutilización de agua más compacta: Reactores Biológicos e Membranas. AEDyR. Recuperado el 7 de marzo de 2025 de: https://aedyr.com/tecnologia-reutilizacion-agua-compacta-reactores-biologicos-membranas-mbr/#:~:text=(MBR)%20%2D%20AEDyR-,La%20tecnolog%C3%ADa%20de%20reutilizaci%C3%B3n%20de%20agua%20m%C3%A1s,Reactores%20Biol%C3%B3gicos%20de%20Membranas%20(MBR)&text=Una%20de%20las%20tecnolog%C3%ADas%20que,conocidos%20como%20Bioreactores%20de%20Membranas.

2. BlueGold. (2020). Biorreactor de membrana MBR: Descripción y su aplicación al tratamiento de aguas residuales. BlueGold. Recuperado el 7 de marzo de 2025 de: https://www.bluegold.es/es/biorreactores-de-membrana-mbr-descripcion-y-aplicacion/#:~:text=Tecnolog%C3%ADa%20del%20Reactor%20Biol%C3%B3gico%20de,y%20en%20DBO%20el%2098%25.

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Caracteristicas

Intercambio de medio de cultivo

Mantiene condiciones ambientales para el organismos que se cultiva

Tienen puntos de control para registrar pH, DO, RPM, etc.

Mantienen un volumen constante

Ventajas

Pueden producir productos de alta calidad eliminando metabolitos tóxicos

Capacidad para mantener altos títulos y calidad del producto con un variabilidad mínima

La perfusión puede generar un volumen de producto significativo con solo una pequeña ampliación del proceso

Costos de operación bajos

Desventajas

Algunas células pueden perderse en el gasto o intercambio de medio

Presenta una dificultad al querer lograr una operación de escala especifica

Referencias

TECNIC. (2024, August 27). Single-use bioreactors for bioprocessing and biopharmaceutical applications - TECNIC. TECNIC Bioprocess Solutions; TECNIC. https://www.tecnic.eu/difference-between-perfusion-and-fed-batch/

Advanced Approaches for Developing and Optimizing Perfusion Platforms for Bioreactor Scale-up. (n.d.). Retrieved March 7, 2025, from https://www.irvinesci.com/media/IrvineScientific/Resources/0/1/013318_cho_perfusion_platforms_for_bioreactor_scale-up.pdf

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Bionet. (2025). Single-use archivos. https://bionet.com/bioreactor-uses/single-use/

Thermofisher Scientific. (2023). Single-use vs. stainless steel The biopharmaceutical manufacturing debate Single-use technologies. https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/BPD/Reference-Materials/single-use-vs-stainless-steel-white-paper.pdf

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Características:

Se utilizan soportes sólidos para mezclar el medio.

Se puede utilizar para refinierías y conversión de biomasa.

Ventajas:

Tiene una distribución uniforme de temperatura.

Alto rendimiento de los productos deseados.

Fáciles de operar a comparación de otros biorreactores.

Escalable.

Operación continua.

Desventajas:

Necesitan un tamaño de partícula pequeños.

Alto costo de operación.

Desgaste de componentes del reactor.

Mantenimiento frecuente.

Depende de gases inertes lo que eleva el costo.

Referencias:

Kintek Solution. (2025). What Are The Advantages And Disadvantages Of Fluidized Bed Systems? Kindle-Tech.com. https://kindle-tech.com/faqs/what-are-the-advantages-and-disadvantages-of-fluidized-bed-systems