ES2254509T3 - Biorreactor para el cultivo de microorganismos y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

Biorreactor para el cultivo de microorganismos, con una carcasa traslúcida (2, 3), por la que pasan, en sentido de corriente, burbujas formadas por la aportación de gas, y en el que va dispuesto un sistema de conducción de la corriente (10), caracterizado por el hecho del sistema conductor de corriente comprende por lo menos dos septos (10), que van dispuestos transversales al sentido de la corriente.

Description

Biorreactor para el cultivo de microorganismos y procedimiento para su fabricación.

El invento hace referencia a un biorreactor para el cultivo de microorganismos. Además, el invento se refiere a un procedimiento para fabricar uno de tales biorreactores.

Los biorreactores son fermentadores, en los cuales se llevan a cabo transformaciones de materiales con enzimas, microorganismos (bacterias, hongos, levaduras, algas), así como con células animales y vegetales. En el biorreactor han de poder conseguirse las correspondientes condiciones óptimas que sean específicas para el proceso en lo que respecta a temperatura, valor pH y concentraciones de sustancias nutritivas. Entre las funciones de un biorreactor también forman parte el transporte de materia dentro de la fase líquida (mezclar removiendo), la dispersión de una segunda fase, en general con aire, a fin de mantener una gran superficie límite de fase para una buena transferencia de materia (división) y la transferencia de calor, para la evacuación del calor generado. La forma constructiva de un biorreactor depende de su campo de aplicación, y por tanto deben tenerse en cuenta las ne-
cesidades específicas del sistema biológico utilizado.

Para el cultivo de microorganismos fototrópicos pueden utilizarse los denominados fotobiorreactores. Entre las formas constructivas en cuestión se considera especialmente adecuado el fotobiorreactor con transporte por aire, para realizar el cultivo de microorganismos fototrópicos y una mayor densidad celular. El fotobiorreactor con transporte por aire suele presentar una caldera de reactor en forma de torre, introduciendo aire en la cual se consigue una circulación de líquido dentro de un bucle constructivo que se mantiene fijo. Por tanto, el biorreactor con transporte por aire está dividido en una zona gaseada y una zona sin gasear, unidas entre sí por los costados inferior y superior, de manera que gracias a la diferencia hidrostática de presión se establece un efecto de bombeo, que lleva una corriente de salida de líquido a la zona gaseada. Dado que la mezcla removida del medio del reactor es provocada por ventilación, en esta forma constructiva de fotobiorreactor puede conseguirse una buena mezcla removida y un más alto intercambio de gas-líquido-materia con poco consumo energético. Se describe uno de tales fotobiorreactores con transporte por aire, por ejemplo en la patente GB-2.235.210, o en la patente DE-19.916.597.

Dado que para cultivar microorganismos fototrópicos se requiere una radiación luminosa de alta intensidad, especialmente también en la parte profunda del reactor, preferentemente los fotobiorreactores presentan una gran relación superficies-volumen, y por tanto requieren un empleo relativamente elevado de material. La fabricación de uno de tales fotobiorreeactores resulta relativamente complicada, costosa y cara debido a los materiales empleados, tales como vidrio y plexiglás.

Por consiguiente, el invento tiene por objeto crear un biorreactor económico para el cultivo de organismos fototrópicos, especialmente de microorganismos, que sea fácil, rápido, económico y seguro de fabricar. Asimismo, hay que indicar un procedimiento adecuado para su fabricación. Además, debe indicarse un procedimiento económico para cultivar microorganismos.

Dicho objeto se consigue mediante un biorreactor que presenta las características que figuran en la reivindicación 1. El biorreactor de acuerdo con el invento tiene una carcasa, formada por un material traslúcido. Preferiblemente, la carcasa presenta una construcción más larga que ancha, y es atravesada por una corriente, por ejemplo de burbujas de gas, en sentido longitudinal. Las burbujas de gas, preferiblemente burbujas de aire, se obtienen mediante la aportación de gas en un líquido, contenido en el biorreactor. En la carcasa va dispuesto un sistema conductor de corriente, que comprende por lo menos dos septos, que van colocados transversalmente al sentido de la corriente. En el ámbito del presente invento, se indican como septos formaciones planas, que dividen la carcasa en subcámaras que están comunicadas entre sí. Los septos sirven para conducir la corriente por un determinado recorrido a través de la carcasa del biorreactor.

Ventajosamente, los septos están conformados y van colocados en la carcasa de tal manera que entre los septos en la carcasa se obtiene un recorrido de corriente esencialmente en forma de meandro para las burbujas de gas. Las burbujas de gas en movimiento se desplazan con un movimiento en forma de cilindro en el líquido existente entre dos septos consecutivos. Gracias a la disposición de los septos se consigue que el sentido de giro del movimiento en forma de cilindro se invierta de una subcámara a otra. Esto hace que se forme una corriente turbulenta, y que se consiga una buena mezcla removida de los organismos existentes en el biorreactor.

Preferiblemente, los septos están conformados y dispuestos en la carcasa de tal modo que limitan respectivamente a una rendija la sección transversal de paso. Las rendijas limitadas por los septos están dispuestas alternativamente en las paredes laterales opuestas de la carcasa. Durante el funcionamiento, el biorreactor contiene un líquido al que se aporta el gas. Las burbujas que se forman con la aportación de gas, al pasar por las rendijas, generan una corriente en forma de cilindro en las subcámaras constituidas por las rendijas en la carcasa.

Ventajosamente, los septos están unidos entre sí, como mínimo por medio de un elemento de soporte. Gracias al elemento de soporte los septos están fijados en su posición unos respecto a otros y en la carcasa. En el caso del elemento de soporte puede tratarse, por ejemplo, de un pequeño brazo dispuesto en el sentido de la corriente, que prácticamente no influye sobre la corriente en la carcasa. Los septos también pueden estar fijados en la carcasa o formar una sola pieza con la carcasa.

Ventajosamente, la carcasa comprende dos cuerpos básicos, especialmente de la misma construcción, respectivamente con una profundidad reducida T_{3} igual a la mitad de la profundidad reducida T del biorreactor, de modo que el cuerpo básico tiene una construcción en forma de cubeta con un fondo y cuatro costados, presentando una profundidad reducida T_{1}, dispuestos sobre el fondo. El cuerpo básico consta de un material traslucido y los cuerpos básicos de idéntica construcción van dispuestos con la misma cobertura uno sobre otro. Dentro de los cuerpos básicos de idéntica construcción va dispuesto el sistema de conducción de la corriente. El biorreactor de acuerdo con el invento, gracias a estas características, entre otras, y especialmente por su conformación con dos cuerpos básicos de construcción idéntica, puede ser construido de manera sencilla, así como rápida, económica y segura. El sistema de conducción de corriente puede consistir en un componente separado. Pero el sistema de conducción de corriente también puede estar hecho de una pieza con los cuerpos básicos.

Una clase de realización especial del invento se caracteriza por el hecho de que el sistema de conducción de corriente comprende por lo menos un septo, preferiblemente varios septos, en que los dos respectivos costados designados como costados largos van dispuestos perpendiculares paralelamente, en oposición con respecto al septo o septos, unidos entre sí de manera que el cuerpo básico en forma de cubeta constituye varias cámaras abiertas por el costado vuelto hacia al correspondiente fondo, de modo que por lo menos un septo, tiene una profundidad de septo T_{2} menor o igual a la profundidad reducida T del reactor, con lo cual las distancias D entre los septos individuales son iguales, y la distancia D_{1} entre un costado, designado como primer costado transversal, y el septo que le sigue, o el septo inmediatamente próximo a dicho cuerpo básico, difiere de la distancia D_{2} entre un costado, designado como segundo costado transversal y el septo que le sigue, o un septo inmediatamente próximo de dicho cuerpo básico o bien es un múltiplo de toda la fila, de manera que los cuerpos básicos de idéntica construcción van dispuestos unos sobre otros con sus aberturas de cámara en oposición, quedando la distancia D_{2} sobre la primera distancia D_{1}. Mediante la integración del sistema de conducción de corriente en los cuerpos básicos se simplifica notablemente la fabricación del biorreactor de acuerdo con el invento.

Ventajosamente se ha previsto que ambos cuerpos básicos de idéntica construcción estén colocados uno sobre otro en orientación opuesta, y pegados, soldados o unidos entre sí de otro modo. La especial geometría de los septos, y de modo especial su distancia uno del otro y de los costados transversales, hace que el espacio del reactor formado por ambos cuerpos básicos quede parcialmente subdividido por los septos constituyendo muchas subcámaras separadas, que están formadas por los respectivos septos alternativos de uno y otro cuerpo básico, vistos sobre el eje longitudinal del biorreactor. Los septos de ambos cuerpos básicos también forman subcámaras alternativas a partir de un fondo, por ejemplo el de encima, y a partir del otro fondo, por ejemplo el de debajo, por la que puede pasar el medio del reactor. Ventajosamente se ha previsto que los septos tengan su profundidad reducida T_{2} menor, preferiblemente algo menor, pero también igual que la profundidad reducida T del reactor. En la última forma de realización citada, los septos cierran completamente las subcámaras entre sí. No obstante, gracias a la estructura flexible del material, la corriente puede doblar los septos de costado, así que la corriente de líquido puede pasar desde la entrada al reactor a través de las subcámaras hasta la salida del reactor. En otra forma de realización, la profundidad reducida T_{2} de los septos es menor que la profundidad reducida T del reactor, de modo que queda una rendija, por la que el líquido también puede pasar, formando turbulencias.

De acuerdo con el invento, se entiende bajo el concepto en forma de cubeta un cuerpo básico limitado por cinco rectángulos, formado por un fondo y cuatro costados, y en que queda abierta una superficie en oposición al fondo, es decir no está cubierta por un segundo fondo. En este caso, las esquinas del cuerpo básico pueden tener cantos o estar redondeadas.

Los septos de un cuerpo básico están conformados con su profundidad reducida T_{2} de tal modo que, en el biorreactor según el invento, o bien tocan justo el fondo del cuerpo básico situado encima o bien forman una rendija entre el canto superior del septo y el fondo, de manera que un medio que se encuentre en el reactor pueda basar por este lugar del septo formando turbulencias. Se ha previsto que la profundidad reducida T_{2} de los septos sea el 60, 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 y preferiblemente el 99% de la profundidad reducida T del biorreactor. Bajo el nombre de profundidad reducida T_{2} del septo o de profundidad reducida T_{1} de los costados (igual como la profundidad reducida T_{3} del cuerpo básico) se entienden las profundidades de dichos componentes una vez restado el espesor de material del fondo.

Bajo el nombre de profundidad reducida T del biorreactor se entiende la profundidad del biorreactor una vez restado el espesor del material de ambos fondos de los cuerpos básicos que constituye el biorreactor. Gracias a la forma de realización del biorreactor con septos separados uno del otro y conformados con los fondos de ambos cuerpos básicos colocados uno sobre otro, se configura el espacio reactor, como la denominada columna de células de remolino, del biorreactor de acuerdo con el invento. En este caso los septos sirven para generar una corriente turbulenta del medio que se encuentra en el biorreactor, de manera que la sección de corriente se reduce notablemente y por tanto actúa como dosificador, dando como consecuencia una formación de remolino y una intensa mezclado removiendo. Los biorreactores de acuerdo con el invento son especialmente adecuados para el cultivo de organismos fototrópicos, tales como microorganismos o plantas, por ejemplo algas.

Otra especial clase de realización del invento se caracteriza por helecho de que el cuerpo básico está conformado en sentido longitudinal con por lo menos un refuerzo. El respectivo sentido longitudinal en el cuerpo básico se define con la disposición de los costados largos. De manera correspondiente se determina el sentido transversal por la disposición de los componentes transversales del cuerpo básico. En el sentido transversal, los septos se encargan de proporcionar una suficiente estabilidad al cuerpo básico. Gracias al refuerzo longitudinal adicional se consigue garantizar una suficiente estabilidad también en sentido longitudinal del cuerpo básico. De este modo se evita una deformación, no deseada, del biorreactor durante su funcionamiento.

Otra especial clase de realización del invento se caracteriza por el hecho de que el refuerzo se forma con varias jácenas en forma de U, que están unidas respectivamente con dos septos contiguos y, entre ellos, con el fondo del correspondiente cuerpo básico, de modo que el primer y segundo costado transversal también están unidos mediante una correspondiente jácena con el septo siguiente. Así se consigue, de modo y manera sencillos, un refuerzo del cuerpo básico entre el primer y el segundo costado transversal. Las jácenas en forma de U son preferiblemente de una pieza con el correspondiente cuerpo básico. De este modo se simplifica la fabricación del biorreactor según el invento. Además, las jácenas en forma de U tienen esencialmente el mismo espesor que los septos. De este modo se consigue que la corriente en sentido longitudinal no quede influida por el biorreactor según el invento. Alternativamente a las jácenas individuales también puede preverse una jácena pasante, que se extienda entre ambos costados transversales de un cuerpo básico. Adicional o alternativamente a las jácenas también pueden preverse refuerzos en los costados exteriores del cuerpo básico. Asimismo, en el material del cuerpo básico puede incorporarse un material matiz, por ejemplo en forma de una estera de fibra, para aumentar la estabilidad del cuerpo básico.

Otra especial clase de realización del invento se caracteriza por el hecho de que el espesor de pared de los septos aumenta hacia al fondo del correspondiente cuerpo básico. Así aumenta la estabilidad de los septos al mismo tiempo que se ahorra material. Además, se asegura una sencilla capacidad de deformación de los septos, cuando el cuerpo básico se fabrica, por ejemplo utilizando un procedimiento de fundición inyectada.

Una ventajosa forma de realización del biorreactor según invento prevé que el material traslúcido, que forma el cuerpo básico o el componente esencial del cuerpo básico, consiste en un folio flexible, preferiblemente de plástico, como por ejemplo polipropileno, poliestirol o polietileno. El empleo de uno de tales materiales para el reactor ofrece una notable ventaja económica frente a los materiales empleados hasta ahora, tales como vidrio o plexiglás. El empleo de un folio flexible es posible sobre todo gracias a las antes citadas características geométricas del cuerpo básico. El espacio del reactor formado por folio flexible, por un lado mantiene la presión atmosférica formada, mientras que por otro lado garantiza una elevada formación de remolinos o cilindros en la corriente del medio del reactor debido a la aportación de gas al fondo del reactor, lo cual constituye la condición para lograr una alta actividad de fotosíntesis.

Para conseguir una adecuada rigidez es ventajoso si, en la forma de realización preferida, el espesor de las paredes de los costados del cuerpo básico es mayor que el espesor de pared de los septos del cuerpo básico.

Asimismo, una ventajosa formación del biorreactor consiste en que sus dos cuerpos básicos presentan en sus cantos de los costados, separados del fondo, un borde o valona esencialmente perpendicular que sobresale al exterior. Así se consigue un contacto de apoyo seguro y definido para poder unir ambos cuerpos básicos entre sí mediante, por ejemplo, cola o ultrasonidos. Además, una mayor superficie de contacto aumenta la resistencia a la flexión del biorreactor.

Según otra forma de realización del biorreactor se ha previsto que el espacio del reactor formado por ambos cuerpos básicos tenga un aumento de superficie mayor que una superficie plana envolvente de su volumen. Tal aumento de superficie ya se promueve mediante la presencia de los septos. Además existe la posibilidad de conformar la superficie del reactor en forma de meandro o sinusoidal. Pero también es posible que, para aumentar la superficie, la envolvente del biorreactor presente apéndices u ondulaciones. El aumento de la superficie proporciona una mejor división espacial de la luz a través de la sección transversal del reactor, y por tanto a una optimización de la intensidad luminosa en todo el reactor. Las medidas para aumentar la superficie influyen adicionalmente en el incremento de la turbulencia de la conducción de corriente del medio reactor. Tal como ya se ha dicho antes, hay que promover una conducción turbulenta de la corriente con remolinos o formación de cilindros, puesto que así puede aumentarse la cantidad de luz irradiada y consecuentemente la actividad de fotosíntesis. Para conseguir una máxima actividad de fotosíntesis, por ejemplo hay que permitir por lo menos una frecuencia luminosa de un hercio (efecto de luz de flash).

Otra ventajosa forma de realización del biorreactor es que éste presenta elementos que conducen la luz exterior al espacio del reactor, para aumentar la densidad energética dentro del espacio del reactor. Esto se consigue por ejemplo mediante el denominado desviador de longitud de onda. Mediante el desviador de longitud de onda la parte de la luz no absorbida por los microorganismos fototrópicos se convierte de modo que la mayor parte posible de luz o toda la radiación de aquella frecuencia pueda ser desplazada a la que sea absorbible por el fotocentro de los microorganismos fototrópicos empleados. De este modo se aumenta específicamente la densidad de radiación holométrica, que incrementa esencialmente la productividad por volumen de reactor con respecto a los biorreactores irradiados con luz normal. Puede conseguirse una desviación de la longitud de onda aplicando, por ejemplo, una sustancia desviadora de la longitud de onda, como pintura, en el costado interior o exterior de la pared del reactor. Asimismo es posible conseguir un desvío de longitud de onda mediante barras, placas, fibras o partículas colocadas en el espacio del reactor.

Ventajosamente se ha previsto que el biorreactor disponga de conexiones y conductos de conexión para la entrada y/o salida de gases y/o de líquidos. De este modo puede llevarse a cabo un intercambio totalmente automático de las materias de trabajo por medio de un sistema de control. Asimismo se ha previsto que los conductos de conexión puedan ser refrigerados y/o calentados. Además, esto proporciona ventajosamente la posibilidad que, tanto las materias a alimentar como también las materias a retirar, pueden mantenerse a una temperatura definida. La refrigeración o calefacción puede conseguirse mediante bucles internos o externos. La vigilancia y regulación de tal refrigeración o calefacción también puede realizarse de nuevo mediante un sistema de vigilancia o control, respectivamente. El biorreactor de acuerdo con el invento se realiza ventajosamente de manera que los costados largos de ambos cuerpos básicos que forman el biorreactor estén dispuestos verticalmente. En esta disposición del biorreactor existe respectivamente un costado transversal de ambos cuerpos básicos doblado hacia abajo, y respectivamente un costado transversal doblado hacia arriba. Preferiblemente, uno de ambos costados transversales doblados hacia abajo dispone de una entrada para gas. A través de la entrada de gas puede aportarse gas dentro del medio del reactor. El gas forma burbujas en el medio del reactor, burbujas que suben hacia arriba. El gas es por ejemplo de aire, el cual puede ser evacuado por una salida de gas, prevista en uno de los costados doblados hacia arriba de ambos cuerpos básicos. Gracias a la entrada de gas en el biorreactor de acuerdo con el invento se consigue formar una corriente turbulenta en forma de cilindro en las subcámaras del biorreactor. El gas utilizado para el accionamiento se enriquece ventajosamente con CO_{2}, a fin de acelerar el crecimiento de los microorganismos contenidos en el biorreactor. Puede limitarse el crecimiento si se reduce la entrada de luz en el biorreactor. Además en los biorreactores de acuerdo con el invento pueden preverse conductos de retorno de líquido que van de arriba abajo. Los conductos de retorno de líquido sirven para mejorar la mezcla del medio reactor. Los conductos de retorno de líquido pueden salir fuera del biorreactor y estar refrigerados.

Según otra forma de realización del biorreactor, se ha previsto que el biorreactor forme parte de un sistema de varios biorreactores individuales, conectados fluidamente en serie. Con tal forma de realización resulta posible aumentar la potencia del biorreactor. Por tanto, el invento también hace referencia a sistemas en que se conectan en serie y/o en paralelo biorreactores individuales construidos de acuerdo con el presente invento.

El objeto se consigue asimismo mediante un procedimiento para fabricar un biorreactor de acuerdo con la reivindicación 1, el cual presenta las características que figura en la reivindicación 16. En dicho procedimiento se fabrica, en una primera fase del procedimiento, un ramal de material traslúcido que presenta múltiples cuerpos básicos dispuestos en fila colocados uno directamente detrás del otro, de modo que los cuerpos básicos están colocados consecutivamente en la orientación D_{2} de un cuerpo básico seguida por la D_{1} de otro cuerpo básico. La fabricación de este ramal se realiza ventajosamente en un proceso de inyección. En una segunda fase del procedimiento, el ramal se coloca en los cuerpos básicos individuales, y en una tercera fase del procedimiento se colocan respectivamente dos cuerpos básicos consecutivos girando un segundo cuerpo básico sobre un primer cuerpo básico para cubrirlo, y con las aberturas de cámara superpuestas, de modo que la distancia D_{2} queda sobre una distancia D_{1}. A continuación o al mismo tiempo, ambos cuerpos básicos son pegados o soldados por ultrasonidos uno al otro a través de las valonas que sobresalen de los cantos alejados del fondo de los costados del cuerpo básico. El procedimiento permite fabricar un biorreactor de una manera y modo más sencillo y más rápido. Dado que las antes citadas fases de procedimiento pueden realizarse de manera totalmente automática, además se consigue un alto grado de seguridad en la fabricación del biorreactor.

Asimismo, el objeto se consigue mediante un procedimiento para el cultivo de microorganismos, que presenta las características que figuran en la reivindicación 23. Los microorganismos se colocan en un biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, lleno con un líquido, y allí se cultivan bajo condiciones apropiadas. Preferiblemente, el cultivo se realiza bajo la aportación de gas. Con la aportación de gas se forman burbujas en el líquido, que colaboran para una buena mezcla removida de los microorganismos en el biorreactor. Es ventajoso si el cultivo tiene lugar con la alimentación de CO_{2}. El CO_{2} aportado sirve para acelerar el crecimiento de los microorganismos en el biorreactor. Preferiblemente el cultivo se realiza bajo refrigeración. La refrigeración puede aportarse mediante bucles de refrigeración exteriores o interiores.

En las reivindicaciones complementarias se indican otras formas de realización ventajosas.

Los siguientes dibujos representan el invento con ayuda de varias formas de realización. En los mismos:

La figura 1 es una vista lateral del biorreactor según el invento, mostrado en sección;

La figura 2 es una vista en planta del cuerpo básico situado debajo del biorreactor; y

La figura 3 es una sección ampliada de la figura 1, según otra forma de realización del invento con refuerzo longitudinal.

La figura 1 muestra un biorreactor 1, formado por dos cuerpos básicos rectangulares 2 y 3, de idéntica construcción, de un plástico delgado, flexible y traslúcido. Cada uno de ambos cuerpos básicos 2 y 3 está formado de una pieza, con un fondo 4 y septos 10 dispuestos en el fondo 4, así como costados 5 de una profundidad reducida T_{1} colocados en el fondo, de manera que cada uno comprende dos costados 5 como costados largos 6, y también como costados transversales 7. Uno de los costados largos 6, paralelos y en oposición, y los costados transversales 7, también paralelos y opuestos, que forman ángulo recto con el anterior, presentan una valona 9 que sobresale perpendicularmente al exterior en su canto 8 alejado del fondo 4. Ambos costados largos 6 de un cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, están unidos entre sí mediante siete septos 10 del mismo folio de plástico delgado y flexible, de manera que en el cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, se forman ocho cámaras rectangulares 11 abiertas hacia abajo. Los septos 10 van dispuestos a la misma distancia entre sí, correspondiente a una distancia D en sentido longitudinal. La distancia entre un primer costado transversal 13 y un septo 14 consecutivo se denomina distancia D_{1}, que es mayor que la distancia D existente entre los septos individuales 10. Por contra, la distancia D_{2} entre el último septo 15 y el segundo costado transversal 16 es menor que la distancia D existente entre los septos 10. Los septos presentan una misma profundidad reducida T_{2} que es menor que el doble de la profundidad reducida T_{1} del cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, pero mayor que la profundidad reducida T_{1} de un cuerpo básico 2 ó 3. Por tanto, una vez montados ambos cuerpos básicos 2 y 3 que forman el biorreactor 1, se forma una rendija 12 entre los cantos superiores de los septos 10 de un cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, y el fondo 4 del cuerpo básico opuesto 3 ó 2, respectivamente. Ambos cuerpos básicos 2 y 3, de idéntica construcción, van dispuestos de manera que quedan cubiertos con sus aberturas de cámara 11 en oposición, y por cierto de modo que la distancia D_{2} de un cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, queda sobre la primea distancia D_{1} del otro cuerpo básico 3 ó 2, respectivamente, es decir queda directamente sobre el mismo. Ambos cuerpos básicos 2 y 3, de idéntica construcción están colocados uno sobre el otro de manera que el cuerpo básico 2 situado encima está vuelto, o sea girado 180º grados alrededor de su eje transversal, sobre el cuerpo básico 3 situado debajo. Ambos cuerpos básicos 2 y 3 entran en contacto por las superficies de contacto 17 formadas por las valonas 8 de los costados 4 y se unen allí entre sí de manera hermética a los fluidos. Dado que en estado montado, visto en el eje longitudinal del biorreactor, los septos 10 de un fondo 4 del cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, se alternan con los septos 10 del fondo 4 del cuerpo básico 3 ó 2, respectivamente, en oposición, las rendijas 12 formadas también quedan dispuestas de manera alternativa en el fondo 4 de un cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente y en el fondo 4 del otro cuerpo básico 3 ó 2, respectivamente. Por tanto, la disposición alternativa de los septos 10 que se ha representado forma una serie de subcámaras 18, que abarcan un septo 10 de una cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, en la cámara 11 del cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, en oposición, y por tanto divide dicha cámara 11 en dos subcámaras 18. El medio que se encuentra en el reactor es conducido a lo largo del eje longitudinal del biorreactor 1 en forma de meandro alrededor de los septos 12, a través de las rendijas 12 del fondo 4 del cuerpo básico 2 ó 3, respectivamente, hasta el fondo 4 del cuerpo básico 3 ó 2, respectivamente, en oposición. Los cuerpos básicos se fabrican mediante un proceso de embutición o fundición inyectada.

En la forma de realización representada ampliada y en sección en la figura 3, hay dos septos 31 y 32 que corresponden al cuerpo básico 3 unidos entre sí por medio de una jácena 35. La jácena 35 tiene la forma de U con dos brazos 38 y 39, unidos entre sí por medio de un estribo 40. El brazo 38 forma una pieza con el septo 31. El brazo 39 forma una pieza con el septo 32. El estribo 40 forma una pieza con el fondo 4 del cuerpo básico 3. La jácena 33 tiene el mismo espesor que los septos 31 y 32. Los brazos 38 y 39 tienen sus extremos libres en punta. Las dimensiones del estribo 40 se han elegido de manera que entre la punta de un septo 33 dispuesto entre los septos 31 y 32, que corresponde al cuerpo básico 2, queda una pequeña rendija 37. Gracias a la rendija 37 se garantiza que el septo 33 no se apoye sobre el estribo 40, lo cual podría ocasionar daños.

El biorreactor de acuerdo con el invento está conformado de tal modo que, en posición de funcionamiento, los costados largos 6 de los cuerpos básicos 2 y 3 van dispuestos verticalmente. Por consiguiente, la longitud de los costados largos 6 corresponde a la altura del biorreactor, que por ejemplo puede tener aproximadamente 2 metros. La longitud de los costados transversales 7 de los cuerpos básicos 2 y 3 definen la anchura del biorreactor, que por ejemplo puede ser de aproximadamente 1 metro. La profundidad del biorreactor puede tener por ejemplo de 1,5 a 5 cm.

Claims (26)

1. Biorreactor para el cultivo de microorganismos, con una carcasa traslúcida (2, 3), por la que pasan, en sentido de corriente, burbujas formadas por la aportación de gas, y en el que va dispuesto un sistema de conducción de la corriente (10), caracterizado por el hecho del sistema conductor de corriente comprende por lo menos dos septos (10), que van dispuestos transversales al sentido de la corriente.

2. Biorreactor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los septos (10) están conformados y van colocados en la carcasa (2, 3) de tal manera que entre los septos (10) de la carcasa (2, 3) se consigue un recorrido de corriente, esencialmente en forma de meandro, para las burbujas de gas y el líquido entre los septos (10) se mueve en forma de cilindro.

3. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los septos (10) están conformados y dispuestos en la carcasa (2, 3) de tal modo que limitan respectivamente a una rendija (12) la sección transversal de paso, de manera que las rendijas (12) limitadas por los septos están dispuestas alternativamente en los costados (6) opuestas de la carcasa (2, 3).

4. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los septos (10) están unidos entre sí como mínimo por medio de un elemento de soporte (2, 3).

5. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la carcasa comprende dos cuerpos básicos de la misma construcción (2, 3), existiendo en el cuerpo básico en forma de cubeta (2, 3) un fondo (4) y cuatro costados (5) dispuestos en el fondo (4), que presentan una profundidad reducida (T_{1}) de manera que los cuerpos básicos (2, 3) de construcción similar van dispuestos unos sobre otro con la misma cobertura.

6. Biorreactor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el sistema de conducción de corriente comprende por lo menos un septo (10), en que los dos respectivos costados (5) designados como costados largos (6), que van dispuestos perpendiculares paralelamente en oposición con respecto al septo (10), están unidos entre sí de tal manera que el cuerpo básico en forma de cubeta (2, 3) forma varias cámaras abiertas (11) por el costado vuelto hacia al correspondiente fondo, de modo que por lo menos un septo (10) tiene una profundidad de septo (T_{2}) menor o igual a la profundidad reducida (T) del reactor (1), y mayor que la mitad de la profundidad reducida (T) del rector (1), con lo cual las distancias (D) entre los septos individuales (10) son iguales y la distancia (D_{1}) entre un costado (5) designado como primer costado transversal (13), y el septo (14) que le sigue, difiere la distancia (D_{2}) entre un costado (5) designado como segundo costado transversal (16) y el septo (15) que le sigue o bien es un múltiplo de toda la fila, de manera que los cuerpos básicos de idéntica construcción van dispuestos unos sobre otros con sus aberturas de cámara (11) en oposición, en que la distancia (D_{2}) queda sobre la primera distancia (D_{1}).

7. Biorreactor de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado por el hecho de que el material traslúcido del cuerpo básico (2, 3) es un folio flexible, preferiblemente de plástico.

8. Biorreactor de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por el hecho de que el cuerpo básico (2, 3) está provisto con por lo menos un refuerzo (35) en sentido longitudinal.

9. Biorreactor de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que el refuerzo se forma con varias jácenas en forma de U (35), que están unidas respectivamente con dos septos contiguos (31, 32) y, entre ellos, con el fondo (4) del correspondiente cuerpo básico (3), de modo que el primer y segundo costados transversales también están unidos mediante una correspondiente jácena con el septo siguiente.

10. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que el espesor de pared de los septos (10) aumenta hacia al fondo del correspondiente cuerpo básico.

11. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que sus ambos cuerpos básicos (2, 3) presentan en los cantos (8) de sus costados (5) separados del fondo (4) una valona (9) que sobresale esencialmente en sentido perpendicular hacia al exterior.

12. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por el hecho de que el espesor de las paredes de los costados (5) del cuerpo básico (2) es respectivamente mayor que el espesor de pared de los septos (10) del cuerpo básico (2, 3).

13. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado por el hecho de que ambos cuerpos básicos (2, 3) se unen entre sí mediante cola o son soldados con ultrasonidos por las respectivas valonas (9) que sobresalen hacia fuera de los cantos (9) de los costados (2, 3) separados del fondo del cuerpo básico (2, 3).

14. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el espacio del reactor formado por ambos cuerpos básicos (2, 3) presenta un aumento de superficie mayor que una superficie recta envolvente de su volumen.

15. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende sistemas para una conducción de corriente turbulenta.

16. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende elementos que conducen la luz del exterior al espacio del reactor.

17. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende conexiones y conductos de conexión para la entrada y/o salida de gases y/o de líquidos.

18. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los conductos de conexión pueden ser refrigerados y/o calefactados.

19. Biorreactor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que forma parte de un sistema con varios biorreactores individuales, con los costados de fluido conectados en serie.

20. Procedimiento para fabricar un biorreactor, especialmente según las reivindicaciones 1 a 19, de modo que en una primera fase del procedimiento se fabrica un ramal de material traslúcido, que presenta múltiples cuerpos básicos (2, 3) según las reivindicaciones anteriores, dispuestos en fila, colocados uno directamente detrás del otro, de modo que los cuerpos básicos (2, 3) están dispuestos consecutivamente en la orientación (D_{2}) de un cuerpo básico (2) o (3), respectivamente, seguida por la (D_{1}) de otro cuerpo básico (2) ó (3) respectivamente, colocándose en una segunda fase del procedimiento el ramal en los cuerpos básicos individuales (2, 3), y en una tercera fase del procedimiento se colocan dos respectivos cuerpos básicos consecutivos (2, 3) girando un segundo sobre un primer cuerpo básico (2, 3) para disponerlos uno sobre el otro del modo descrito en la reivindicación 1.

21. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en que ambos cuerpos básicos (2, 3) se unen entre sí mediante cola o son soldados con ultrasonidos por las respectivas valonas (9) que sobresalen hacia fuera de los cantos (8) de los costados (2, 3) separados del fondo (4) del cuerpo básico (2) o (3) respectivamente.

22. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 ó 21, en que el ramal se fabrica mediante un proceso de inyección.

23. Procedimiento para el cultivo de microorganismos, en que estos se colocan en un biorreactor, según una de las reivindicaciones 1 a 19, lleno de líquido, y allí se cultivan bajo condiciones apropiadas.

24. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 23, en que el cultivo tiene lugar con aportación de gas.

25. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 23 ó 24, en que el cultivo se realiza bajo el suministro de CO_{2}.

26. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 23 a 25, en que el cultivo se realiza bajo refrigeración.