Modos de Operação de Bioprocessos

O processo mais utilizado para a condução de Bioprocessos é a batelada simples, onde é adicionada uma suspensão celular ao meio de cultivo e o processo é decorrido, sem adições ou retiradas durante seu curso. Esse processo é caracterizado pela alteração nas condições ambientais a todo instante do Bioprocesso (nutrientes e células reduzidas e produtos e sub-produtos aumentados).

Um problema decorrente para a operação deste Bioprocesso são os fenômenos inibição de substrato, produto e outros metabólicos. Também existe o fato de que a célula viva contamina seu ambiente com produtos do seu metabolismo, até o fim seu crescimento. Para contornar falhas de inibição, existem outras maneiras de condução, como a batelada alimentada, possibilitando a manutenção da concentração desses inibidores em níveis sub-inibitórios, com implicações diretas no desempenho da célula.

A batelada alimentada pode ser operacionalizada com um ou mais nutrientes necessários ao crescimento, onde são adicionados ao biorreator sem que ocorra a retirada dos nutrientes durante a operação. Este modo oferece uma flexibilidade, sendo adequada ao Bioprocesso, onde o crescimento celular ou formação dos produtos são considerados sensíveis para a concentração do substrato limitante. As técnicas de fermentação em batelada alimentada são realizadas para a produção de várias enzimas e antibióticos, sendo que a formação de biomoléculas é sujeita à repressão pelo substrato.

Outra modalidade é a condução continua, onde tanto a alimentação dos nutrientes, quanto a retirada, são realizadas de forma contínua. A vantagem deste processo, comparado aos demais, é que esta operação possibilita ser operada por um período de tempo mais extenso, formando um aumento na produtividade. Os processos contínuos podem ser coordenados com um ou mais biorreatores. Existem diversas vantagens neste modo de condução: o biorreator permanece por mais tempo em serviço, menos gastos com mão de obra, maior uniformidade de produtos, mas os riscos de contaminação e degeneração são suas desvantagens.

Para a escolha de um desses arranjos, deve se levar em consideração as informações citadas acima, mas também os aspectos técnicos e econômicos do bioprocesso em desenvolvimento.