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Novedoso sistema de mezclado no rotacional

  • Sistema de agitación arriba abajo ventajoso para un mezclado eficaz del medio de cultivo sin vórtice, bordes cortantes y inundación de gas del agitadorNos hemos negado a utilizar los sistemas de mezclado por rotación comúnmente utilizados (que son casi un dogma en el campo). Nos sorprendió muchísimo ver cuantas ventajas (a escala de laboratorio) se obtienen con un simple movimiento de forma ascendente y descendente con uno o más discos.
  • Es posible aislar completamente y de manera fácil el interior y el exterior del bioreactor con una simple y económica membrana elástica. Los resultados son comparables (si no incluso mejor) con los acoplamientos magnéticos, que generalmente son mucho más caros.

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La mayoría de los fermentadores o bioreactores de laboratorio utilizan el sistema de rotación circular para el mezclado del medio.

El principal problema técnico es que los ejes de los mezcladores (y el eje del motor) giran mientras el recipiente se encuentra fijo. Así, es necesario dejar un espacio entre el eje movible y el recipiente inmovible, de lo contrario la rotación del eje no sería posible. Este espacio libre permite la entrada de virus y microorganismos dentro del recipiente. Existen tres formas de limitar la probabilidad de contaminación:

  • 1. La solución más económica, pero menos eficiente es utilizando un retén o junta labial, que consiste en una material elástico con una abertura central de diámetro menor que la del eje. Este retén labial se presiona contra la superficie del eje y sella así el sistema. Inicialmente, este tipo de sellado puede ser satisfactorio, sin embargo, con el tiempo y especialmente a altas velocidades de rotación, este retén labial se desgasta y deja de sellar herméticamente. Lo anterior trae como consecuencia el riesgo de fugas y contaminación por microorganismos, bacterias, etc. Por lo tanto, este tipo de sistema no se recomienda para procesos largos o para cultivos continuos. Esta es también la razón por la cual, algunos fabricantes aconsejan lo siguiente: "A solicitud especial, tenemos a disposición un agitador magnético para procesos totalmente libres de contaminación..."

  • 2. La segunda solución es el llamado sello mecánico. Con este ensamble, mucho más avanzado, el eje del agitador está conectado a la placa de cierre por dos discos, los cuales deslizan entre sí a una presión determinada. El problema aquí radica en que el sistema es estable mecánicamente solo por cierto tiempo y, si las sales del medio se secan entre los discos, estos se deterioran rápidamente y la contaminación es inevitable. Por lo tanto, es necesario cambiarlos, aunque son bastante caros. En fermentación a escala industrial, se utilizan sellos de este tipo muchísimo mas grandes. Sin embargo, ya que los fabricantes conocen perfectamente los problemas anteriormente mencionados, utilizan dichos sellos en sets dobles con agua estéril entre los dos para proteger el cultivo.

  • 3. En la actualidad la mejor solución para evitar los problemas de contaminación relacionados con los sistemas de agitación rotacional es el acoplamiento o acople magnético. El eje del agitador está completamente separado del eje del motor y del medio ambiente exterior del recipiente y la fuerza de agitación se transmite por dos imanes. Debido a que la fuerza magnética disminuye sustancialmente con la distancia entre los polos, la ranura que separa la pieza movible y la estática es muy estrecha. Frecuentemente el medio sedimenta y se seca en ese espacio, lo que puede generar problemas.

Dada la longitud del eje y la gran fuerza magnética transmitida, este acoplamiento magnético es técnicamente más complejo y más costoso. Por tal razón, muchos productores no ofrecen este tipo de acoplamientos como equipo estándar para fermentadores de laboratorio. Queda a criterio del usuario si compra o no esta opción más costosa. De esta forma, el precio inicial de muchos fermentadores de laboratorio se mantiene bajo, a pesar de los costes consiguientes para el usuario, cuando se ve forzado a comprar el acoplamiento magnético al mismo fabricante del fermentador.

LAMBDA ha descubierto una solución muy sencilla e innovadora para estos problemas de agitación, con un sistema de agitación o mezclado del medio no rotacional con movimientos ascendentes y descendentes. Una simple membrana elástica de gran flexibilidad mueve el eje de agitación y sirve, al mismo tiempo, como un sello de calidad entre el recipiente y su tapa roscada central. La membrana separa completamente el interior del recipiente del ambiente exterior, lo que trae grandes beneficios económicos para el usuario.

Este nuevo tipo de agitación cuenta con variadas ventajas adicionales:

El movimiento ascendente y descendente no produce vórtices, eliminando así la necesidad de deflectores o baffles (cortacorrientes). Permite ahorrar en costes, simplifica el montaje y la limpieza del recipiente y permite la utilización de diferentes tipos de recipientes, ya que no se requieren recipientes con grandes aberturas, necesarios sólo para la inserción de deflectores o bafles.

Ya no es necesario utilizar las costosas placas de cabeza, que además son pesadas, complicadas y toman mucho tiempo para la instalación y limpieza. Con la eliminación de estas placas de cabeza especiales, los costes al pasar a recipientes de diferentes volúmenes son menores. Por la misma razón no será más necesario adquirir eléctrodos o más cortos o más largos y muchas otras partes *). Todas las partes que forman el sistema MINIFOR pueden ser reutilizadas en su totalidad y sólo pocas piezas o partes de bajo costos necesitan ser cambiadas (ver diseño mejorado del recipiente fermentador).

*) Este coste importante lleva a muchos usuarios a comprar fermentadores con recipientes de mayor volumen posibles y a trabajar en condiciones mucho más costosas y a mayor volumen, incluso si no es necesario. ¡Con el fermentador-biorreactor LAMBDA MINIFOR ahora esto es algo del pasado! Los usuarios inteligentes prefieren trabajar con el menor volumen de medio posible por las muchas ventajas que ofrece.

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