Co je to bioreaktor?

Bioreaktor je kontejner, který se používá k držení organismů za účelem využití jejich přirozených biochemických procesů. Jednoduchým a dobře známým příkladem bioreaktoru je fermentační nádrž na pivo, ve které se určité mikroorganismy podporují, aby prosperovaly, což způsobuje fermentaci obsahu nádrže a vytvoření použitelného konečného produktu. Existuje celá řada typů bioreaktorů a používají se pro různé účely, od zpracování pevného odpadu po výrobu léčiv.

V dávkovém bioreaktoru se vše přidává najednou do kontrolovaného a utěsněného prostředí a biochemické reakce se mohou nechat proběhnout před otevřením reaktoru, takže obsah může být extrahován a využit, zlikvidován nebo dále zpracováván. Jiní pracují na metodě kontinuálního toku, při níž materiály neustále protékají bioreaktorem. Zařízení na zpracování odpadu například využívají kontinuální tok ke zpracování pevného odpadu.

Při stavbě bioreaktoru musí být splněna řada kritérií. Aby bylo zařízení účinné, musí být podmínky přísně kontrolovány, což znamená, že musí existovat způsoby, jak zmírnit teplotu, úroveň světla, vlhkost, kyslík a další složky prostředí. Je také důležité izolovat obsah od kontaminantů, aby bioreaktor fungoval správně a aby nedocházelo k nežádoucím reakcím. Například v pivu může zavedení nesprávných mikroorganismů způsobit, že pivo bude kyselé.

Konverze organického odpadu, jako je kompost nebo pevný odpad, je běžnou aplikací pro bioreaktory. Při řádné výstavbě může reaktor výrazně urychlit proces rozkladu, což přispívá k celkové účinnosti. Bioreaktory se také používají k podpoře růstu, například při produkci tkáňových kultur nebo při pěstování specifických hub používaných ve farmacii. V některých případech může být nezbytné navrhnout vlastní zařízení, které bude vyhovovat specifickým potřebám konkrétní aplikace, a v tomto případě se obvykle vyžadují dovednosti biochemika.

Vědci neustále vyvíjejí nová využití technologie bioreaktorů. Například by tato zařízení mohla být potenciálně použita k produkci energie nebo k růstu tkáňových a kostních štěpů. Chemická výroba se může v závislosti na vyráběných sloučeninách silně spoléhat na bioreaktory, stejně jako ve velkém měřítku zpracování kompostu a odpadu z loděnic pro obce. Bylo také provedeno mnoho experimentů s bioreaktory v náročných prostředích, jako je vesmír, aby se dozvěděli více o biochemických procesech a vytvořili užitečné vědecké informace.