ASPECTOS DE INGENIERÍA EN FERMENTACIONES:

Puede decirse que la biotecnología se inició con el cultivo con¬trolado de microorganismos. Leeuwenhoek (en Holanda, en 1674) fue el pri¬mero que los vio, aunque fueron Pasteur (en Francia) y Koch (en Alemania) quienes por primera vez (en las cercanías de 1860) demostraron que los mi¬croorganismos eran responsables de actividades biológicas específicas, tales como la fermentación alcohólica y los causantes de algunas enfermedades. Los microorganismos más utilizados en biotecnología son las bacterias, las levaduras y los hongos.

Además de las bacterias, las levaduras y los hongos, existen otras enti¬dades biológicas que, sin ser microorganismos, se cultivan por técnicas de fermentación. El concepto “fermentación” fue acuñado por Pasteur para describir el de¬sarrollo y actividad de microorganismos bajo condiciones anaerobias (en au¬sencia de oxígeno), como es el caso de la producción de alcohol. Sin embargo, actualmente el término “fermentación” tiene un significado más amplio y se refiere a las técnicas de cultivo de microorganismos (o células u organismos) que se encuentran en una solución acuosa y bajo condiciones controladas.

En consecuencia, un “fermentador” es un recipiente en donde se promueve el crecimiento de células u organismos con el fin de obtener un producto espe¬cífico, el cual puede ser el organismo o célula misma, o bien alguna sustancia producida por ellos. El fermentador tiene dos objetivos fundamentales: man¬tener la esterilidad (que permita el cultivo exclusivo de la especie biológica de interés) y el de proporcionar condiciones ambientales (temperatura, concen¬tración de nutrientes, etc.) homogéneas, que permitan el óptimo desarrollo del cultivo.

La importancia de (y limitaciones para) mezclarlos componentes de una fermentación.

Gases (oxígeno).

El agua es el componente mayoritario de los “caldos” de cultivo en los proce¬sos de fermentación y el oxígeno es un gas muy poco soluble en agua. A 25ºC. Por ello, es necesario suministrar continuamente este gas al cultivo, lo que se hace burbujeando aire, este tiene el objeto de generar burbujas pequeñas.

Para generar estas burbujas pequeñas se emplean agitadores mecáni¬cos que rompen las burbujas que se generan en la entrada del suministro del gas al fermentador. Además de dispersar finamente el gas, los elementos mecánicos tienen el propósito de recircular y lograr la mayor homogeneidad posible de las burbujas de aire dentro del tanque.

Líquidos.

Hay varias aplicaciones en donde se utiliza más de una fase líquida en una fer-mentación.

En vista de que los aceites son inmiscibles en agua, para que el microorganismo pueda usarlos eficientemente, hay ne¬cesidad de dispersarlos continuamente durante el cultivo. Las aplicaciones biotecnológicas en donde es necesario dispersar dos líquidos inmiscibles son numerosas e incluyen, entre otras, el tratamiento de aguas contaminadas con petróleo y la producción de compuestos liposolubles.

Sólidos.

El microorganismo o célula involucrada en la fermentación constituye una fase sólida presente en el cultivo. Cuando se trata de microorganismos unice¬lulares de dimensiones muy pequeñas, esa fase sólida influencia muy poco la hidrodinámica dentro del fermentador. En consecuen¬cia, determina la homogeneidad y el grado de dispersión de las fases presentes en el cultivo.

Eficiencia de mezclado.

Dada la alta viscosidad, en el fermentador se generan zonas “muertas” en donde no hay movimiento del fluido y en don¬de no es posible. Las condi¬ciones de mezclado en un fermentador están determinadas principalmente por la velocidad de agitación y el diseño de los impulsores.

La conclusión principal de nuestros estudios fue que no se puede establecer

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