Bioreaktory to specjalne urządzenia reakcyjne, w których zachodzą wszelkie reakcje chemiczne i biochemiczne prowadzące do przekształcenia substratu w pożądany produkt końcowy. Stosowane są w produkcji leków i biomasy, biotransformacji konkretnego związku, czy degradacji odpadów.
Jak zbudowane są bioreaktory laboratoryjne?
Bioreaktory laboratoryjne składają się z kilku kluczowych elementów. Jego budowa w dużej mierze zależy od rodzaju mikroorganizmu wykorzystywanego w procesie, od jego wymagań fizjologicznych, np. zapotrzebowania na światło, tlen, rodzaj pożywki, czy metody namnażania. Można jednak wyróżnić kilka kluczowych części, które są charakterystyczne dla każdego bioreaktora. Najprostszy wariant bioreaktora to taki, który posiada kadź fermentacyjną i kuwety.
Kadź reakcyjna (inaczej określana mianem naczynia hodowlanego) o cylindrycznym kształcie wykonana jest ze szkła lub kwasoodpornej stali. Bardziej zaawansowane w budowie kadzie zapewniają lepsze warunki do prowadzenia hodowli i reakcji, ale wymagają dodatkowego sprzętu. Do takich elementów zaliczamy m.in. mieszadło, pozwalające na mieszanie zawartości reaktora, zapewniając jednorodne, homogenne środowisko. Dzięki temu do wszystkich komórek dostarczane są jednakowe wartości składników odżywczych i tlenu oraz odprowadzane są ich metabolity. W zależności od typu bioreaktora laboratoryjnego mieszadła mogą być napędzane od góry lub od dołu mechanicznie albo magnetycznie.
Za sprawą przegrody wbudowanej w zbiornik można skutecznie zapobiegać powstawaniu i utrzymywaniu się w nim wiru. Rozpraszacz zapewnia dostarczanie tlenu do hodowli tlenowych komórek, a także przyczynia się do delikatnego mieszania zawartości reaktora.
Bioreaktor jest okryty płaszczem, który stanowi pierścieniowy obszar przepływu stałej temperatury wody, zapewniając stabilne warunki temperaturowe.
Warto jednak pamiętać również o tym, że oprócz systemów zapewniających odpowiednie warunki, bioreaktor musi w czasie rzeczywistym kontrolować i reagować na ewentualne zmiany środowiskowe. W związku z tym wyposażone są w specjalne systemy kontroli.
