Quimiostatos

Quimiostatos
Un quimiostato es un tipo de biorreactor en el cual se añade medio fresco de forma
continua, a la misma velocidad que se elimina el medio del cultivo antiguo. El líquido
que se extrae posee nutrientes, metabolitos e incluso parte de los microrganismos del
cultivo. Ajustado la velocidad con la que se añade medio fresco, se puede ajustar la tasa
de crecimiento específica del microorganismo dentro de unos límites.
Si se aumenta la velocidad de flujo, se produce un lavado de cultivo, con medio fresco;
mientras que, si se disminuye, la inanición (o falta de nutrientes) provoca el fallecimiento
de bacterias. Es decir, se puede controlar de modo independiente la densidad de población
celular y la velocidad de crecimiento del cultivo los quimiostatos trabajan mejor para
tasas de dilución pequeñas, en este caso es cuando se da una mayor estabilidad.
Turbidostatos
Un turbidostato es un dispositivo controlado por realimentación. Este dispositivo mide la
densidad poblacional de células en el medio de cultivo. Mediante el control de un sistema
de actuadores, un turbidostato es capaz de mantener una concentración celular bacteriana
determinada de manera continua. En este tipo de cultivos, la velocidad de crecimiento
viene determinada por la concentración bacteriana, a diferencia del quimiostato, donde
venía fijada por la velocidad de flujo, o tasa de dilución.
En los turbidostatos, la máxima estabilidad se consigue a velocidades de dilución altas,
donde se producen grandes cambios en la concentración celular, es decir, en la biomasa,
como consecuencia de la variación en la velocidad de dilución. Por lo tanto, los
turbidostatos son ideales para la caracterización de sistemas biológicos sin limitación de
nutrientes, que es cuando se desarrolla la máxima velocidad de crecimiento celular.
Además de mantener una concentración de células constante, la cantidad de sustrato, en
régimen permanente, para cultivos continuos, permanece a niveles muy bajos de
concentración. (SANTOS NAVARRO, 2016)
Diferencias entre cultivo discontinuo y continuo
El cultivo continuo opera bajo condiciones de un estado de equilibrio ya que las
concentraciones
de todos los componentes del cultivo son constantes.
El cultivo continuo opera bajo condiciones limitantes de sustratos, mientras que el cultivo
discontinuo, en la fase exponencial, funciona en presencia de exceso de sustrato.
La velocidad de crecimiento
en el cultivo continuo está controlada por la velocidad de
dilución (y por bajo el control del operario) y su valor es siempre menor que el de la
velocidad especifica de crecimiento máxima, (µ max). Por el contrario la velocidad
específica
de crecimiento en la fase exponencial de un cultivo discontinuo alcanzará
la µ max correspondiente a las condiciones que prevalezcan en el cultivo.
El término de cultivo discontinuo alimentado se utiliza para describir a un cultivo
discontinuo al que se le añade, continua o secuencialmente medio fresco sin la
eliminación del cultivo crecido. Por lo tanto, el volumen de un cultivo discontinuo
alimentado aumenta con el tiempo. (Gutiérrez, 2015)
Cultivo continuo (ventajas)
El cultivo en continuo presenta ventajas sobre el cultivo continuo

Se pueden producir grandes cantidades de producto

Incremento de la productividad

Dependiendo del producto se puede llegar a cientos de metros cúbicos sobre todo
si el proceso es anaeróbico

Hay una constante salida de productos que se pueden recuperar del sistema

Se puede minimizar lo que es represión catabólica por medio de crecimiento bajo
condiciones de carbono limitantes (Herrera & Hernández, 2019)
Cultivo continuo (desventajas)
DESVENTAJAS DEL CULTIVO CONTINUO SOBRE EL CULTIVO

Esterilización continuada, separación continuada de producto y niveles de
purificación

Biosensores sofisticados y automatización computarizada para operación óptima

Se incrementa el riesgo de contaminación debido a la amplia operación

Posibilidad de mutación, incremento de FAGOS por los cambios genéticos
debido a la presencia de plásmidos

La conversión total de sustrato exige sistema de multiniveles, inmovilización
celular o recirculación celular que encarece el costo de operación. (Alvarez, 2014)
Bibliografía
Alvarez,
Y.
(2014).
Fermentaciones.
Obtenido
de
http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/acym/Fermentaciones.pdf
Gutiérrez,
P.
D.
(2015).
TIPOS
DE
CULTIVO.
Obtenido
de
http://www.aaiq.org.ar/SCongresos/docs/06_029/papers/04a/04a_1831_327.pdf
Herrera, E., & Hernández, G. (2019). Modelado Matemático del Cultivo en Lote y
Continuo.
Mexico.
Obtenido
de
https://repository.unad.edu.co/bitstream/handle/10596/5712/Herrea.E.(2009).Mo
delado_matematico_loteycontinuo_fermentacion_tequila_.pdf?sequence=1
SANTOS
NAVARRO,
F.
(2016).
MICROORGANISMOS.
doi:https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/75865/Santos%20%20Control%20de%20la%20concentraci%C3%B3n%20de%20microorganismo
s%20en%20mini-turbidostatos.pdf?sequence=4