Los impulsadores de fermentador son componentes críticos en los biorreactores, responsables de generar el movimiento del fluido y la mezcla necesaria para una fermentación eficiente. Sus funciones principales incluyen:

Mezcla homogénea y transferencia de masa

• Distribuye de manera uniforme el sustrato, los nutrientes y las células en todo el recipiente.

• Mejora la transferencia de oxígeno (kLa) al dispersar burbujas de gas en el medio de cultivo.

Transferencia de calor y control de temperatura

• Transfiere el calor metabólico de forma uniforme para evitar puntos calientes.

• Mejora el contacto con chaquetas y serpentines de calentamiento o enfriamiento.

Dispersión de gas

• Descompone el aire o el oxígeno entrante en burbujas finas, maximizando el área interfacial gas–líquido.

Gestión del cizallamiento (esfuerzo mecánico)

• El tipo y la velocidad del impulsador deben ajustarse a la resistencia de las células.

• Los diseños de bajo cizallamiento (p. ej., paleta, cinta helicoidal) protegen las células sensibles de mamíferos, mientras que las células robustas toleran turbinas de alto cizallamiento.

Criterios clave de selección
Patrón de flujo

• Impulsadores de flujo radial (p. ej., turbina Rushton): alta turbulencia, excelente dispersión de gas

• Impulsadores de flujo axial (p. ej., hélice marina): fuerte circulación masiva, bajo consumo de energía

Viscosidad y densidad

• Los caldos de baja viscosidad favorecen turbinas o hélices de alta velocidad

• Los medios de alta viscosidad requieren cintas helicoidales o impulsadores tipo ancla

Sensibilidad al cizallamiento

• Los cultivos bacterianos o de levadura robustos pueden soportar alto cizallamiento

• Las células de mamíferos frágiles necesitan diseños suaves de paleta o de bajo cizallamiento

Escala y densidad de potencia

• Los fermentadores de laboratorio pequeños frente a los tanques industriales grandes tienen diferentes requisitos de potencia por volumen

Tipos comunes de impulsadores
Turbina Rushton (aleta plana)
Excelente para la dispersión de gas y la intensidad de mezcla

Hélice marina
Flujo axial, circulación masiva eficiente en energía

Impulsador de paleta
Mezcla suave, bajo estrés de cizallamiento

Cinta helicoidal
Ideal para fluidos muy viscosos y suspensiones

Impulsador tipo ancla
Raspa las paredes del recipiente para evitar sedimentación en medios de alta viscosidad

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Criterios de selección detallados
Viscosidad

• Baja (similar al agua): Rushton, hélice marina

• Media (similar a jarabe): aleta cóncava, aleta inclinada

• Alta (gel/pasta): cinta helicoidal, ancla

Sensibilidad al cizallamiento

• Bajo cizallamiento requerido: paleta, cinta helicoidal, ancla

• Alta intensidad de mezcla requerida: Rushton, turbinas de disco

Dispersión de gas y transferencia de oxígeno

• Alta transferencia de O₂: turbina Rushton

• Transferencia moderada: aleta cóncava, aleta inclinada

Eficiencia energética

• Bajo consumo de energía: hélice marina, air-lift

• Mezcla máxima: turbinas