Nuevos requisitos en materia de conocimientos y competencias La introducción de estos reactores químicos especializados exige que los operadores, técnicos e ingenieros de procesos adquieran una serie de competencias especializadas. Esto incluye conocimientos de biología y microbiología, dominio de técnicas asépticas para garantizar la esterilidad, familiaridad con la instrumentación y los sistemas de control específicos de los biorreactores, conocimiento de los principios de la ingeniería de bioprocesos y capacidad para analizar e interpretar datos mediante técnicas analíticas. Mayor complejidad Los reactores estándar suelen emplear sistemas de control más sencillos orientados principalmente a garantizar la seguridad y la estabilidad básica de las reacciones químicas. En cambio, los sistemas de automatización y control de los biorreactores son mucho más sofisticados y se realizan a medida para que cumplan las necesidades específicas de los procesos biológicos. Estos sistemas dan prioridad al mantenimiento de la precisión y la estabilidad, haciendo especial hincapié en la optimización de la productividad mediante la aplicación de estrategias de control avanzadas y la toma de decisiones basada en datos. Dispositivos de campo típicos en biorreactores Varios sensores y dispositivos de medición controlan los parámetros clave para garantizar el correcto funcionamiento del biorreactor y mantener unas condiciones óptimas para la biorreacción. • Los sensores de temperatura miden y mantienen la temperatura del medio de cultivo y proporcionan información al sistema de control. • Los sensores de pH controlan continuamente la acidez o alcalinidad del medio de cultivo, que puede tener un impacto significativo en el crecimiento celular y la formación de productos. • Los sensores de oxígeno disuelto miden la concentración de oxígeno disuelto en el medio de cultivo para garantizar un suministro adecuado de oxígeno. • Los sensores de presión garantizan que el recipiente funcione dentro de unos límites de presión seguros y detectan las fluctuaciones de presión. • Los sensores de nivel controlan el nivel de líquido en el biorreactor para garantizar que el medio de cultivo se mantenga en el volumen deseado y evitar el desbordamiento o la desecación. • Los sensores de biomasa miden la densidad o concentración de células o microorganismos en el cultivo. • Los sensores de gas controlan la concentración de gases como el oxígeno, el dióxido de carbono y otros gases en el espacio de cabeza o de escape. • Los sensores de conductividad miden la conductividad eléctrica del medio de cultivo, que puede relacionarse con la concentración de iones y solutos en el medio. • Los sensores de turbidez miden la turbidez del medio de cultivo, lo que puede indicar densidad celular o presencia de partículas. • Los sensores de potencial redox (ORP) miden el potencial de oxidación-reducción del medio de cultivo, un parámetro importante para algunos tipos de procesos microbianos. • Los caudalímetros miden el caudal de gases o líquidos que entran o salen del biorreactor. Son importantes para controlar la adición de nutrientes y la retirada de residuos. Aportación esencial a los sistemas de control Los datos se recogen y procesan mediante un sistema de control y adquisición de datos (PLC, SCADA, DCS u otro) que permite a los trabajadores establecer y ajustar parámetros, recibir datos en tiempo real y tomar decisiones automatizadas para mantener unas condiciones óptimas y solucionar cualquier problema que pueda surgir durante los procesos. Biologización Biorreactores La biologización aprovecha el potencial de los procesos y materiales biológicos. A medida que esta tendencia va cobrando impulso, los biorreactores se perfilan como tecnologías facilitadoras cruciales en la industria de procesos. Sirven de herramientas esenciales para cultivar, controlar y optimizar los procesos biológicos a escala comercial e industrial. M32 Automatización de procesos I Soluciones de aprendizaje para formación profesional y formación continua Revista > Temas de actualidad
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