Hvad er en bioreaktor?

En bioreaktor er en beholder, der bruges til at holde organismer med det formål at udnytte deres naturlige biokemiske processer. Et simpelt og velkendt eksempel på en bioreaktor er en gæringstank til øl, hvor visse mikroorganismer opfordres til at trives, hvilket får tankens indhold til at fermentere og skabe et anvendeligt slutprodukt. Der findes en række typer bioreaktorer, og de bruges til forskellige formål, fra behandling af fast affald til fremstilling af lægemidler.

I en batch-bioreaktor tilsættes alt på én gang til et kontrolleret og forseglet miljø, og de biokemiske reaktioner får lov til at løbe deres gang, før reaktoren åbnes, så indholdet kan ekstraheres og bruges, bortskaffes eller yderligere processer. Andre arbejder på en kontinuerlig strømningsmetode, hvor materialer konstant strømmer gennem bioreaktoren. Affaldsbehandlingsanlæg bruger f.eks. Kontinuerlig strøm til at behandle fast affald.

Et antal kriterier skal være opfyldt, når en bioreaktor bygges. For at anordningen skal være effektiv, skal betingelserne kontrolleres tæt, hvilket betyder, at der skal være måder til at moderere temperatur, lysniveauer, fugt, ilt og andre komponenter i miljøet. Det er også vigtigt at isolere indholdet fra forurenende stoffer, så bioreaktoren fungerer korrekt, og således at der ikke opstår bivirkninger. I øl kan fx introduktion af de forkerte mikroorganismer få ølet til at surre.

Konvertering af organisk affald såsom kompost eller fast affald er en almindelig anvendelse for bioreaktorer. Når reaktoren er bygget korrekt, kan reaktoren i høj grad fremskynde nedbrydningsprocessen, hvilket bidrager til den samlede effektivitet. Bioreaktorer bruges også til at fremme vækst, som for eksempel til fremstilling af vævskulturer eller dyrkning af specifikke svampe anvendt i farmaceutiske midler. I nogle tilfælde kan det være nødvendigt at udtænke en brugerdefineret enhed til at imødekomme de specifikke behov i en bestemt applikation, i hvilket tilfælde en biokemists færdigheder typisk kræves.

Forskere udvikler konstant nye anvendelser til bioreaktorteknologi. For eksempel kunne disse anordninger potentielt bruges til at producere energi eller til at dyrke væv og knogletransplantater. Kemisk produktion kan i høj grad stole på bioreaktorer, afhængigt af de forbindelser, der fremstilles, ligesom storforarbejdning af kompost og gårdaffald til kommuner. Der er også udført mange eksperimenter med bioreaktorer i udfordrende miljøer, såsom rum for at lære mere om biokemiske processer og til at generere nyttig videnskabelig information.