Un biorreactor es un equipo que crea y mantiene un ambiente controlado (temperatura, pH, oxígeno disuelto y agitación) para que microorganismos, células o enzimas se desarrollen de forma estable y reproducible. Existen modelos de sobremesa pensados para el laboratorio y equipos de mayor volumen para escalar el proceso hacia una planta piloto o la producción industrial.
En biotecnología, farmacéutica, ciencia de alimentos y tratamiento ambiental, buena parte del trabajo experimental depende del mismo tipo de equipo. Sin un ambiente controlado es difícil que un cultivo celular o una fermentación se comporten de forma predecible, y es todavía más difícil repetir ese resultado cuando el proceso pasa de un matraz de laboratorio a un volumen mayor.
La elección del equipo correcto rara vez depende solo del volumen del recipiente: el diseño del biorreactor, la industria en la que se usará y la etapa del proceso (laboratorio, piloto o industrial) determinan qué modelo tiene sentido en cada caso.
¿Qué es un biorreactor y cómo funciona?
Un biorreactor es un recipiente cerrado que reproduce, de forma controlada, las condiciones que necesita un cultivo biológico para crecer y producir de manera estable.
A diferencia de un matraz o una placa de cultivo, permite monitorear y ajustar en tiempo real variables como la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto (pO2), la velocidad de agitación y el flujo de gases, entre ellos aire, oxígeno, nitrógeno o CO2, mediante sensores conectados a un sistema de control por cascadas.
El objetivo de ese control es que el proceso sea reproducible, es decir, que entregue resultados comparables cada vez que se ejecuta, y que ese comportamiento se mantenga cuando el volumen de trabajo aumenta desde el laboratorio hacia una escala piloto o industrial.
Tipos de biorreactores según su diseño
El diseño de tanque agitado es el más utilizado tanto en investigación como en producción, aunque existen alternativas según el tipo de cultivo y el objetivo del proceso.
Lo que cambia entre un diseño y otro es principalmente cómo se mezcla el cultivo y cómo se transfiere el oxígeno hacia las células o microorganismos. Este es un panorama general de los diseños más conocidos en la industria.
Biorreactor de tanque agitado
Un impulsor mecánico agita el cultivo de forma continua, lo que favorece una mezcla homogénea y una buena transferencia de oxígeno. Es compatible con una amplia variedad de microorganismos y células.
Biorreactor airlift
En lugar de un impulsor mecánico, utiliza el propio flujo de aire para mezclar el cultivo y hacerlo circular dentro del recipiente. Genera menos estrés de corte sobre las células, lo que puede ser útil para cultivos sensibles a la agitación mecánica.
Biorreactor de lecho fijo
Se usa principalmente en procesos enzimáticos, donde las enzimas o microorganismos quedan inmovilizados sobre un soporte sólido y el sustrato fluye a través de ese lecho. Suele emplearse cuando interesa reutilizar el biocatalizador varias veces.
Biorreactor de perfusión
Permite retirar el medio agotado y reponer medio fresco de forma continua, manteniendo las células dentro del recipiente mediante un sistema de retención. Se utiliza en cultivos de alta densidad celular, por ejemplo en la producción de anticuerpos.
Biorreactores desechables o de un solo uso
Utilizan bolsas o recipientes plásticos estériles de un solo uso en lugar de un tanque de vidrio o acero inoxidable reutilizable. Reducen el tiempo de limpieza y esterilización entre lotes, algo que se valora en procesos que cambian de producto con frecuencia.
El catálogo de biorreactores que Incitec representa en Chile, de la marca Infors HT, corresponde al diseño de tanque agitado, tanto en formato de sobremesa para laboratorio como en escala piloto e industrial.
Aplicaciones de los biorreactores
Los biorreactores se usan en cualquier proceso que dependa del crecimiento controlado de microorganismos o células, aunque su peso relativo varía mucho entre industrias.
Estas son las aplicaciones más habituales:
- Industria farmacéutica y biotecnológica: producción de anticuerpos, vacunas, proteínas recombinantes y enzimas terapéuticas.
- Investigación y desarrollo: optimización de bioprocesos antes de escalarlos a planta piloto o producción.
- Industria alimentaria: fermentaciones controladas, producción de enzimas y probióticos.
- Tratamiento ambiental: biorremediación y tratamiento biológico de aguas residuales mediante microorganismos que degradan contaminantes.
En todos estos casos, el biorreactor permite pasar de un resultado puntual en el laboratorio a un proceso que puede repetirse y, eventualmente, escalar.
Laboratorio, piloto e industrial: las diferencias de escala
No todos los biorreactores sirven para el mismo momento del proceso: la escala adecuada depende de si estás investigando, validando o produciendo a volumen comercial.
Un mismo proyecto suele pasar por más de una escala a medida que avanza desde la investigación hasta la producción final. La siguiente tabla resume las diferencias generales entre cada etapa.
| Escala | Volumen de trabajo típico | Objetivo principal | Ejemplos en el catálogo Infors |
|---|---|---|---|
| Laboratorio (sobremesa) | 0,15 L a 10 L | Desarrollo y optimización de procesos, investigación | Minifors 2, Multifors 2, Labfors 5 |
| Piloto | 3 L a 30 L | Validar y escalar el proceso antes de producción | Techfors-S 2 |
| Industrial | Cientos a miles de litros | Producción a gran escala | Se evalúa caso a caso, Techfors 4 |
Incitec distribuye en Chile a INFORS HT tanto la línea de sobremesa, pensada para trabajo de laboratorio (biorreactores de sobremesa), y su línea piloto (biorreactores piloto e industrial), pensada para escalar procesos antes de una producción de mayor volumen.
Si estás definiendo en qué escala partir tu proyecto, puedes revisar el catálogo completo de biorreactores Infors y comparar los modelos disponibles.
Cómo elegir el biorreactor adecuado según tu proceso
La elección correcta depende del volumen de trabajo que necesitas, del tipo de cultivo y de si tu proceso requiere trabajar varias condiciones en paralelo.
Más allá de la escala general, dentro de la línea Infors que representa Incitec en Chile hay diferencias importantes entre cada modelo. Esto es lo que distingue a cada uno.
Etapa inicial y desarrollo de procesos: Minifors 2
El Minifors 2 es un biorreactor de sobremesa compacto, pensado como punto de entrada para trabajar con microorganismos y cultivos celulares. Está disponible en volúmenes totales de 1,5 L, 3 L y 6 L, con vasos intercambiables en minutos, y se maneja mediante una pantalla táctil de 7 pulgadas en varios idiomas. Es una opción adecuada para laboratorios que recién están incorporando un biorreactor o que necesitan un equipo simple de operar.
Bioprocesos en paralelo: Multifors 2
El Multifors 2 permite controlar hasta seis bioprocesos en paralelo mediante tres unidades base, lo que facilita comparar distintas condiciones experimentales dentro de un mismo proyecto. Trabaja con vasos de 0,4 L, 0,75 L y 1,4 L, y su acoplamiento magnético reduce el riesgo de contaminación entre corridas. Es útil cuando el objetivo es optimizar un proceso probando varias condiciones a la vez, antes de pasar a una escala mayor.
Flexibilidad total: Labfors 5
El Labfors 5 está pensado para procesos más exigentes o variados, incluyendo microorganismos y sustratos sólidos o bioprocesos enzimáticos. Ofrece hasta 14 puertos para sensores, cinco controladores de flujo másico y hasta seis bombas, además de la posibilidad de monitorear hasta seis unidades en paralelo desde una misma pantalla táctil. Sus vasos van de 2 L a 13 L de volumen total, según la configuración.
Escalamiento a planta piloto: Techfors S 2
El Techfors S 2 está diseñado para el paso desde el laboratorio hacia una escala piloto, con un volumen de trabajo de 3 L a 30 L y un doble revestimiento de acero inoxidable 316L. Comparte los mismos componentes que la línea de sobremesa, entre ellos las bombas, la unidad de gasificación y el controlador de pantalla táctil, lo que facilita la transición para quienes ya conocen el equipo de laboratorio. Es esterilizable in situ, con la opción de un generador de vapor integrado.
Control y trazabilidad: Software Eve
El Software Eve integra la planificación, el control y el análisis de los bioprocesos en una plataforma basada en la web, con distintos niveles según la necesidad. Según la ficha técnica del fabricante Infors HT, el paquete Premium está pensado para trabajar en entornos validados según la normativa FDA 21 CFR Parte 11, lo que resulta relevante para laboratorios que operan bajo estándares regulados.
Si tu proceso todavía no está definido en detalle, conversar con un especialista ayuda a elegir entre estas opciones sin sobredimensionar ni quedarse corto de capacidad.
Preguntas frecuentes sobre biorreactores
Estas son las dudas más comunes sobre biorreactores y su elección.
¿Qué es exactamente un biorreactor y en qué se diferencia de un fermentador?
En la práctica, ambos términos suelen usarse de forma intercambiable para referirse al mismo tipo de equipo. Históricamente, «fermentador» se asociaba a procesos con microorganismos en ausencia de oxígeno, mientras que «biorreactor» se usaba para cualquier tipo de cultivo, incluyendo células animales o vegetales. Hoy en día, la mayoría de los fabricantes y usuarios utiliza «biorreactor» como término general.
¿Cuál es la diferencia entre el Minifors 2 y el Labfors 5?
El Minifors 2 es un equipo de entrada, pensado para volúmenes más pequeños (1,5 L a 6 L) y para quienes buscan un manejo simple. El Labfors 5 ofrece mayor flexibilidad, con vasos de hasta 13 L, más puertos para sensores y la posibilidad de trabajar con sustratos sólidos o bioprocesos enzimáticos, además de monitorear varias unidades en paralelo. La elección depende de cuánta configuración y variedad de procesos necesites cubrir con un mismo equipo.
¿Qué volumen de biorreactor necesito para mi proyecto?
Depende de la etapa del proceso. Para investigación y optimización inicial suelen bastar vasos pequeños, como los del Minifors 2 o el Multifors 2. Cuando el proceso ya está definido y se busca validar su comportamiento antes de una producción mayor, se recurre a equipos de escala piloto como el Techfors S 2. Nuestro equipo puede orientar esta decisión a partir de los detalles específicos de tu proceso.
¿Se puede monitorear y controlar el biorreactor de forma remota?
Sí. El Software Eve de Infors permite planificar, controlar y analizar los bioprocesos desde una plataforma basada en la web, con distintos niveles de funcionalidad según el paquete contratado, desde el monitoreo básico hasta la validación completa para entornos regulados.
¿Cuánto cuesta un biorreactor?
El precio varía de forma importante según el modelo, el volumen de trabajo, los sensores incluidos y los accesorios que se agreguen a la configuración. Por eso Incitec entrega cotizaciones referenciales a partir de las necesidades específicas de cada laboratorio, en lugar de un precio de lista único para toda la línea.
¿Dónde puedo cotizar o comprar un biorreactor en Chile?
Puedes revisar el catálogo completo de biorreactores en nuestro sitio web y solicitar una cotización directamente desde la ficha de cada producto o a través de nuestro equipo comercial.
Elegir un biorreactor no depende solo del volumen del recipiente, sino de en qué etapa está tu proceso y qué tan comparable necesitas que sea el resultado cuando cambie de escala. Como representante oficial de Infors HT en Chile, Incitec ofrece la línea completa de biorreactores de sobremesa y piloto, junto con el Software Eve para su control y seguimiento. Si quieres definir qué modelo se ajusta mejor a tu laboratorio o tu planta piloto, cotiza con nuestro equipo y te ayudamos a resolverlo.
