Como esterilizar un biorreactor

Como esterilizar un biorreactor

Biorreactor sip

El caudal y la presión necesarios para la limpieza in situ de un proceso de fabricación, como un biorreactor o un fermentador, vienen dictados por los dispositivos de pulverización del recipiente y las líneas de proceso. Las bolas de pulverización estáticas son el dispositivo de pulverización más utilizado; sin embargo, algunos procesos pueden utilizar dispositivos de pulverización por impacto rotativo para cargas de suelo más pesadas. La mayoría de los diseños de biorreactores y fermentadores estándar incluyen un dispositivo de pulverización y un paquete de conexión de tuberías con los requisitos de caudal y presión de suministro CIP recomendados. Las aplicaciones personalizadas requieren una evaluación para determinar el diseño del dispositivo de pulverización y las tuberías. Dispositivos de pulverización.  El caudal y la presión necesarios para los dispositivos de pulverización estáticos se determinan tomando la circunferencia del recipiente en pies y multiplicándola por tres galones por minuto (gpm) por pie de circunferencia. Por ejemplo, un biorreactor de tres pies de diámetro requeriría un caudal de 3 pies x π x 3 gpm para ser igual a 28 gpm. Esta tasa de flujo producirá suficiente turbulencia de flujo para limpiar el interior del recipiente.
La mayoría de los biorreactores tienen dos o tres dispositivos de pulverización para acomodar las obstrucciones, como los ejes del agitador y los deflectores, que causan sombras o áreas que no son alcanzadas por una corriente de pulverización directa. La mayoría de las bolas de pulverización requieren 25-30 psi para funcionar. El caudal resultante del cálculo del dispositivo de pulverización del recipiente discutido anteriormente se divide entre las múltiples bolas de pulverización, teniendo en cuenta que cada bola de pulverización debe recibir 25-30 psi.

Procedimiento de limpieza de biorreactores

La industria farmacéutica utiliza biorreactores como el INFORS HT Labfors 5 para la incubación de cultivos celulares y microorganismos, por ejemplo para la producción de antibióticos. El INFORS HT Labfors 5 puede utilizarse en cuatro configuraciones diferentes para el cultivo de microorganismos, cultivos celulares, organismos fototróficos y para llevar a cabo varios tipos de hidrólisis enzimática y fermentación. Gracias a su diseño modular, puede adaptarse a una gran variedad de procesos, por ejemplo, mediante la fumigación adicional de los medios de cultivo.
Sin embargo, para evitar la contaminación por gérmenes extraños antes de la inoculación de los recipientes de cultivo, primero hay que esterilizar de forma fiable los recipientes correspondientes y los elementos accesorios importantes del fermentador. Aquí es donde entran en juego los autoclaves de laboratorio de Systec. Son capaces de matar de forma segura los gérmenes y las bacterias con vapor de alta temperatura y alta presión y garantizar la producción higiénica de los cultivos bacterianos.
En Analytica 2020, Systec realizará una demostración in situ para mostrar cómo los sistemas INFORS HT Labfors 5 y los autoclaves Systec V-Series se combinan y hacen que el proceso de esterilización sea especialmente sencillo. Esto se debe a que el recipiente de cultivo INFORS HT Labfors 5 puede, al igual que todos los accesorios (bombas, etc.), colocarse y esterilizarse fácilmente en los autoclaves de pie de la Serie V de Systec (con el volumen adecuado) utilizando un dispositivo de elevación con brazo giratorio y una cadena de fermentación. El vapor utilizado en los dispositivos de la serie V de Systec también penetra en objetos complejos, como las mangueras de las bombas. Esto garantiza una esterilización fiable, reproducible y validable de los elementos críticos del INFORS HT Labfors 5.

Limpieza del biorreactor de validación

La esterilización por vapor es una técnica ampliamente implementada en diferentes procesos biotecnológicos, entre ellos el crecimiento de microorganismos en biorreactores, que requieren de condiciones asépticas iniciales. En el presente trabajo se estudió la relación entre la letalidad y la tasa de mortalidad de Bacillus cereus cultivado en biorreactores de tanque agitado de 7 litros, donde se utilizó melaza de caña de azúcar como principal medio de cultivo. El proceso de esterilización se probó con un autoclave industrial dentro de registradores de datos en biorreactores, que miden la temperatura en el punto frío para cuantificar la letalidad acumulada. Mediante el análisis de los datos, un gráfico de contorno permite predecir gráficamente los resultados de la esterilización microbiológica en términos de unidades formadoras de colonias (UFC). El caso de estudio muestra que hay un rango entre 16 y 20 minutos, acercándose a 123 °C, con una presencia nula de microorganismos contaminantes. El gráfico de superficie demuestra la relación no lineal existente entre las variables temperatura y tiempo involucradas. Se observó una correlación positiva utilizando el modelo matemático de Ratkowsky con un coeficiente de correlación de 0,971 y el valor estimado de α = 11,04 y β = -1,49 para el modelo no lineal de parametrización. Con estos resultados, es posible predecir la UFC a partir de los datos. Esto podría proporcionar una base interesante para futuras prácticas de esterilización y una metodología como punto de partida para los ensayos de esterilización en la industria y ahorrar tiempo y costes.

Técnicas de esterilización de biorreactores

Independientemente de si el biorreactor se está preparando para una aplicación del mismo uso o para una totalmente diferente, todos los componentes del biorreactor, así como los medios líquidos, deben estar listos mediante un proceso eficaz y reproducible.
En el CC 899, el sensor de temperatura colocado en el termopozo aún no alcanzó los 121°C, incluso al final del período de 40 minutos. Sin embargo, los resultados de la prueba del bioindicador indicaron que no hubo crecimiento bacteriano, verificando que la prolongación del tiempo de meseta mejora los resultados de la esterilización.En el CC 900, la prolongación del tiempo de meseta y la reducción del líquido en el recipiente permitieron alcanzar la temperatura mínima en todo momento. Los resultados del bioindicador también verificaron la esterilización en este escenario.
Un proceso de limpieza automatizado y preprogramado emplea las mejores prácticas para la limpieza del biorreactor multiuso. Esto permite validar el proceso de limpieza y garantizar que el biorreactor está listo para la esterilización.
En la Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos, los profesores y estudiantes de doctorado necesitaban una nueva solución para la ingeniería evolutiva, con el fin de mejorar el estudio de las células modificadas genéticamente en la búsqueda de la sustitución de más productos petroquímicos por materiales de origen vegetal. Para ello se necesitaba una configuración de biorreactor robusta, flexible y automatizada, adaptada a los retos específicos relacionados con los estudios de evolución.

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