¿Qué es un reactor de biopelícula?
Un reactor de biopelícula utiliza colonias de bacterias en procesos industriales y de laboratorio para producir sustancias como el vinagre y el ácido acético. También se usa para producir etanol, ácido láctico, butanol, ácido fumárico y ácido succínico. Biofilm también se usa regularmente para el tratamiento de aguas residuales, y las bacterias pueden absorber o descomponer sustancias tóxicas en el agua. Los diferentes tipos de reactores de biofilm incluyen membranas, lecho fluidizado, lecho empaquetado, transporte aéreo y reactores de manto de lodos anaeróbicos de flujo ascendente.
Dentro de un reactor de biopelícula, las células bacterianas crecen dentro de una matriz estructural y se adhieren a una superficie. Las células individuales primero deben unirse a una superficie, ya sea por carga eléctrica o atracción química, o debido a la concentración de nutrientes cerca de esta superficie. Las células deben estar unidas irreversiblemente a la superficie para formar una biopelícula, que ocurre cuando se producen sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Las biopelículas se desarrollan en el reactor a medida que se forman canales de agua dentro de ellas para que los nutrientes puedan llegar a las áreas subterráneas. A medida que se agotan los nutrientes, las células que se centran en producir EPS luego descomponen la matriz para obtener alimentos y escapar.
Los nutrientes, la temperatura y la naturaleza de las células afectan la calidad de un reactor de biopelícula. Los reactores de biofilm de membrana, en los que la película crece en una membrana de transferencia de gas, son de un tipo. Las bacterias utilizan un sustrato en fase gaseosa, que puede ser hidrógeno, oxígeno o metano, amoníaco o dióxido de carbono. Los contaminantes, como nitratos, nitritos, cloratos, bromato, arsenante, selenato y cloroformo, pueden reducirse a productos inofensivos a través de este proceso.
Los medios se agitan mecánicamente en un reactor de tanque agitado continuo, pero la mezcla no se puede agitar cuando hay una estructura de soporte para la película. Un reactor de lecho lleno se llena primero con materiales de soporte antes de que se introduzcan las bacterias y se alimenta de abajo hacia arriba con nutrientes. Las células bacterianas tienden a crecer rápidamente en este tipo de reactor de biopelícula. Los reactores del lecho superior se alimentan desde la parte superior, pero no todas las células de la película obtienen los nutrientes. Otros reactores incluyen lecho fluidizado, adecuado para descomponer químicos fenólicos tóxicos, y reactores aéreos, que mezclan aire del fondo con líquido en dos tubos.
Para el tratamiento del agua, los reactores de flujo de lodo anaeróbico ascendente procesan aguas residuales y efluentes industriales. Un reactor de biopelícula también se puede utilizar para descomponer gases y olores. En general, puede tratar grandes volúmenes de agua o fluidos a altas velocidades, creando un proceso industrial eficiente.