Diferencias entre biorreactor y fermentador

Un sistema en el que los organismos se cultivan y provocan para producir los productos deseados se denomina biorreactor. Por el contrario, el fermentador es el sistema utilizado para que el proceso de fermentación produzca los resultados deseados. Principalmente en el biorreactor se utilizan células vegetales y animales, mientras que la fermentación se limita únicamente al uso microbiano.

Estos son tipos de sistemas /recipientes cerrados que se utilizan para el tipo particular de reacción bioquímica, donde, en el biorreactor, se pueden realizar varios tipos de reacciones bioquímicas, pero en un fermentador, solo se puede realizar el proceso de fermentación. Estos sistemas se utilizan industrialmente para la producción a gran escala.

El hombre ha estado utilizando el microorganismo desde hace siglos para diversos fines, especialmente en la producción de alimentos y bebidas como queso, pan, mantequilla, cuajada, vino, cerveza, encurtidos. Pero el uso real u organizado de microorganismos para la producción a gran escala en las industrias comenzó hace unos dos siglos.

Ambas técnicas (bioproceso y fermentación) son ampliamente explotadas y se utilizan industrialmente para producir diversos productos como vacunas, fármacos (insulinas y antibióticos), cerveza, vino, etc. Medidas adecuadas de los factores como temperatura, presión, pH, humedad, nivel de oxígeno y se controlan para mantener el crecimiento celular y la productividad.

Con esto, el contenido está dedicado a discutir los puntos principales que resaltan las diferencias entre los dos tipos de procesos necesarios utilizados en las industrias farmacéutica, alimenticia y enológica básicamente, y estos son el biorreactor y el fermentador.

Gráfica comparativa

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BASE DE COMPARACIÓN	BIORREACTOR	FERMENTADOR
Sentido	Estas grandes cámaras de fermentación que se utilizan para la producción de anticuerpos similares, fármacos (vacunas y productos farmacéuticos) y en la bioconversión de residuos orgánicos se conocen como biorreactores.	Aparato de este tipo (sistema cerrado) que requiere condiciones específicas para el crecimiento de ciertos tipos de microorganismos y se utiliza comercialmente para la producción de hormonas, alcoholes y antibióticos.
Tipo de reacción	La reacción bioquímica solamente.	La fermentación solamente.
Productos obtenidos	Metabolitos como péptidos, fármacos (anticuerpos, vacunas), productos farmacéuticos, aminoácidos.	Solo alcoholes y ácidos.
Organismos Involucrados	Células vegetales y animales, microbios unicelulares.	Microbios fermentadores.
Aeróbico/Anaeróbico	El biorreactor puede ser funcional en condiciones aeróbicas y anaeróbicas.	Los fermentadores funcionan solo en condiciones anaeróbicas.
Otras características	Según el producto deseado, se pueden usar varias sustancias en el proceso.	En esto sólo se puede usar glucosa o los compuestos que contienen glucosa.
	Pueden usarse sustancias bioquímicamente activas como catalizadores y enzimas y otros microorganismos.	Sólo se utilizan microorganismos (tipo específico) para llevar a cabo las reacciones.
	El volumen en el tanque puede ser de hasta litros.	Existe el límite de volumen en un fermentador, que es de hasta 2L solamente.
	El biorreactor se puede utilizar para la producción de metabolitos secundarios o masa celular.	Los fermentadores se utilizan para la producción de metabolitos primarios.
	Hay posibilidades de infectarse con el virus.	No se ve afectado por el virus.

Definición de biorreactor

El biorreactor es la versión avanzada de la tecnología de fermentación, que se usa ampliamente en las industrias para la producción a gran escala de varios productos. Este proceso implica en términos generales varias reacciones catalizadas por enzimas que llevan a cabo las células vivas con fines industriales.

En la tecnología de bioprocesos, se cultivan o crecen preferentemente células vegetales y animales (insectos, células de mamíferos), y también se apoya el crecimiento de los metabolitos secundarios que incluyen vacunas, anticuerpos, productos farmacéuticos, etc.

Los biorreactores se pueden clasificar de seis maneras según los diseños; Biorreactores airlift, biorreactores fluidizados, lecho empacado, fotobiorreactores, biorreactores de columna de burbujas, biorreactores continuos.

El objetivo principal de todos estos biorreactores es asegurarse de que todas las partes del sistema estén sujetas a las mismas condiciones. Según su propósito, los biorreactores se pueden clasificar como biopelículas y biorreactores suspendidos, que procesan cultivos celulares.

La principal ventaja del biorreactor es que promueve varios tipos de reacciones bioquímicas y, en segundo lugar, los tiempos de duplicación pueden ser de 14, 17 o incluso 24 horas.

Definición de fermentador

La palabra fermentación se deriva de la palabra latina ‘fervere‘ que significa ‘hervir’. El proceso biológico que ocurre en ausencia de oxígeno (anaeróbico) se conoce como fermentación.

Aunque, con la tecnología mejorada y la introducción de la fermentación industrial, para el cultivo a gran escala de microorganismos, la palabra anaeróbico no se aplica a todos los tipos de procesos de fermentación.

En el proceso de fermentación se utilizan microorganismos como bacterias y hongos para la producción de ácido láctico o etanol. El fermentador también proporciona condiciones como la temperatura y los nutrientes para que crezcan los microorganismos.

Puede haber dos tipos de cultivos en un fermentador, por lotes o continuo, y en base a esto, se han clasificado como cultivos por lotes, alimentados por lotes o continuos. Incluso, se pueden realizar dos tipos de fermentación en fermentador: fermentación sumergida y fermentación superficial.

En la fermentación sumergida, el proceso ocurre por microorganismos en un medio líquido, mientras que en la fermentación superficial, el proceso ocurre en un medio sólido.

Las ventajas del fermentador son que tanto las bacterias como los hongos (procariotas) son compatibles para crecer o cultivarse, y el tiempo de duplicación es de solo 20 minutos. Sólo facilita la fermentación.

Diferencias clave entre biorreactor y fermentador

Los próximos puntos serán los más significativos para obtener las diferencias entre el biorreactor y el fermentador:

Estas grandes cámaras de fermentación que se utilizan para la producción de anticuerpos, fármacos (vacunas y productos farmacéuticos) y en la bioconversión de residuos orgánicos se conocen como biorreactores. Por otra parte, se conocen como fermentadores aquellos aparatos (sistema cerrado) que requieren condiciones específicas para el crecimiento de cierto tipo de microorganismos y que se utilizan comercialmente para la producción de alcoholes, ácidos, hormonas y antibióticos.
El biorreactor muestra solo la reacción bioquímica y los fermentadores solo muestran la reacción de fermentación.
Los productos obtenidos a través de los biorreactores son metabolitos como péptidos, fármacos (anticuerpos, vacunas), productos farmacéuticos, aminoácidos, mientras que los fermentadores solo dan productos como alcoholes, hormonas, antibióticos y ácidos.
Los organismos involucrados en el proceso del biorreactor son células vegetales y animales, microbios unicelulares, mientras que en el proceso de fermentación están involucrados microbios fermentativos.
El biorreactor puede funcionar en condiciones aeróbicas o anaeróbicas, mientras que los fermentadores funcionan solo en condiciones anaeróbicas.
En los biorreactores, se pueden usar varias sustancias en el proceso, según el producto deseado, pero en los fermentadores, solo se puede usar glucosa o los compuestos que contienen glucosa para fabricar los productos.
En los biorreactores se pueden usar sustancias bioquímicamente activas como catalizadores y enzimas y otros microorganismos, por el contrario, en los fermentadores, solo se usan microorganismos (tipo específico) para llevar a cabo las reacciones.
Existe un límite de volumen en el fermentador, que es de hasta 2L solamente, mientras que en los biorreactores el volumen en el tanque puede ser de hasta litros.
El biorreactor se puede utilizar para la producción de metabolitos secundarios, o la masa celular y los fermentadores se pueden utilizar para la producción de metabolitos primarios.
Los recipientes de los biorreactores tienen posibilidades de infectarse con un virus, pero los recipientes de los fermentadores no se ven afectados por el virus.

Similitudes

Ambos son sistemas cerrados.
Se ven afectados por la aireación, la temperatura, el pH, la nutrición y la esterilidad.
Los recipientes utilizados en estos sistemas están hechos de acero inoxidable y tienen forma cilíndrica.
Promueven reacciones bioquímicas y son útiles en la producción de diferentes productos biológicos.
Se utilizan en industrias para producciones a gran escala.

Conclusión de diferencias entre biorreactor y fermentador

En este artículo, llegamos a conocer sobre el biorreactor y el fermentador, aunque ambos están estrechamente relacionados y, a veces, pueden intercambiarse en un sentido amplio. A veces, los fermentadores pueden ser biorreactores, y la única diferencia radica en el tipo de reacciones bioquímicas que ocurren en ellos.

Descubre más diferencias.

Pedro José Mira