Un reactor oscilatorio continuo con deflectores (COBR) es un reactor químico especialmente diseñado para lograr un flujo de tapón en condiciones de flujo laminar . Hasta ahora, lograr un flujo de tapón se limitaba a una gran cantidad de reactores de tanque de agitación continua (CSTR) en serie o a condiciones con un flujo muy turbulento. La tecnología incorpora deflectores anulares a una estructura de reactor tubular para crear remolinos cuando el líquido se empuja hacia arriba a través del tubo. Del mismo modo, cuando el líquido está en una carrera descendente a través del tubo, se crean remolinos en el otro lado de los deflectores. La generación de remolinos en ambos lados de los deflectores crea una mezcla muy efectiva mientras se mantiene el flujo de tapón. Al usar COBR, se pueden lograr rendimientos potencialmente más altos de producto con un mayor control y menos desperdicio. [1]
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Un COBR estándar consta de un tubo de 10 a 150 mm de diámetro interior con deflectores espaciados de manera uniforme en todo su interior. Normalmente, hay dos bombas en un COBR; una bomba es reciprocante para generar un flujo oscilatorio continuo y una segunda bomba crea un flujo neto a través del tubo. Este diseño ofrece un control sobre la intensidad de la mezcla que los reactores tubulares convencionales no pueden lograr. [2] Cada celda con deflectores actúa como un CSTR y, debido a que una bomba secundaria crea un flujo laminar neto, se pueden lograr tiempos de residencia mucho más prolongados en relación con los sistemas de flujo turbulento. [3]
En los reactores tubulares convencionales, la mezcla se logra mediante mecanismos de agitación o condiciones de flujo turbulento, lo cual es difícil de controlar. Al cambiar valores variables como el espaciamiento o el espesor de los deflectores, los COBR pueden funcionar con un control de mezcla mucho mejor. Por ejemplo, se ha descubierto que un espaciamiento de 1,5 veces el diámetro del tubo es la condición de mezcla más efectiva; además, la deformación del vórtice aumenta con un aumento del espesor de los deflectores mayor a 3 mm. [2]
La baja tasa de corte y la transferencia de masa mejorada que proporciona el COBR lo convierten en un reactor ideal para diversos procesos biológicos. En cuanto a la tasa de corte, se ha descubierto que los COBR tienen una reducción de cinco veces en la tasa de corte distribuida uniformemente en relación con los reactores tubulares convencionales; esto es especialmente importante para los procesos biológicos, dado que las altas tasas de corte pueden dañar los microorganismos.
En el caso de la transferencia de masa, la mecánica de fluidos COBR permite aumentar el tiempo de residencia del oxígeno. Además, los vórtices creados en los COBR provocan la ruptura de las burbujas de gas y, por lo tanto, un aumento de la superficie para la transferencia de gas. Por lo tanto, en el caso de los procesos biológicos aeróbicos, los COBR presentan una ventaja. Un aspecto especialmente prometedor de la tecnología COBR es su capacidad para ampliar los procesos manteniendo las ventajas en la velocidad de corte y la transferencia de masa.
Aunque las perspectivas de aplicación de COBR en campos como el bioprocesamiento son muy prometedoras, es necesario realizar una serie de mejoras antes de que se utilicen de forma más global. Es evidente que el diseño de COBR presenta una complejidad adicional en relación con otros biorreactores, lo que puede introducir complicaciones en su funcionamiento. Además, en el caso del bioprocesamiento es posible que se produzcan incrustaciones en los deflectores y las superficies internas. Tal vez el avance más importante que se necesita para avanzar sea la realización de estudios más exhaustivos que demuestren que la tecnología COBR puede ser realmente útil en la industria. Actualmente no se utilizan COBR en plantas de bioprocesamiento industriales y la evidencia de su eficacia, aunque muy prometedora y teóricamente una mejora en relación con los reactores actuales en la industria, se limita a experimentos a escala de laboratorio más pequeños. [3]