Wat is een bioreactor?
Een bioreactor is een container die wordt gebruikt om organismen vast te houden om hun natuurlijke biochemische processen te benutten. Een eenvoudig en bekend voorbeeld van een bioreactor is een fermentatietank voor bier, waarin bepaalde micro-organismen worden aangemoedigd om te gedijen, waardoor de inhoud van de tank gaat fermenteren en een bruikbaar eindproduct ontstaat. Er zijn een aantal soorten bioreactoren, en ze worden voor verschillende doeleinden gebruikt, van het verwerken van vast afval tot het produceren van farmaceutische producten.
In een batch-bioreactor wordt alles in een keer aan een gecontroleerde en afgesloten omgeving toegevoegd en laten de biochemische reacties hun gang gaan voordat de reactor wordt geopend, zodat de inhoud kan worden geëxtraheerd en gebruikt, verwijderd of verdere processen. Anderen werken op een continue stroommethode, waarbij materialen constant door de bioreactor stromen. Afvalverwerkingsinstallaties, bijvoorbeeld, gebruiken continue stroom om vast afval te verwerken.
Er moet aan een aantal criteria worden voldaan wanneer een bioreactor wordt gebouwd. Om het apparaat effectief te laten zijn, moeten de omstandigheden streng worden geregeld, wat betekent dat er manieren moeten zijn om temperatuur, lichtniveaus, vocht, zuurstof en andere componenten van de omgeving te matigen. Het is ook belangrijk om de inhoud van verontreinigingen te isoleren, zodat de bioreactor goed werkt en er geen bijwerkingen optreden. In bier bijvoorbeeld, kan de introductie van de verkeerde micro-organismen ervoor zorgen dat het bier zuur wordt.
Conversie van organisch afval zoals compost of vast afval is een veel voorkomende toepassing voor bioreactoren. Bij juiste bouw kan de reactor het afbraakproces aanzienlijk versnellen, wat bijdraagt aan de algehele efficiëntie. Bioreactoren worden ook gebruikt om de groei te bevorderen, zoals bijvoorbeeld bij de productie van weefselculturen, of de teelt van specifieke schimmels die in geneesmiddelen worden gebruikt. In sommige gevallen kan het nodig zijn om een aangepast apparaat te bedenken om te voldoen aan de specifieke behoeften van een bepaalde toepassing, in welk geval typisch de vaardigheden van een biochemicus vereist zijn.
Onderzoekers bedenken voortdurend nieuwe toepassingen voor bioreactor-technologie. Deze apparaten kunnen bijvoorbeeld mogelijk worden gebruikt om energie te produceren of om weefsel- en bottransplantaten te laten groeien. Chemische productie kan sterk afhankelijk zijn van bioreactoren, afhankelijk van de geproduceerde verbindingen, evenals grootschalige verwerking van compost en tuinafval voor gemeenten. Veel experimenten zijn ook uitgevoerd met bioreactoren in uitdagende omgevingen zoals de ruimte om meer te leren over biochemische processen en nuttige wetenschappelijke informatie te genereren.