El Bioreactor del INRA-Dijon

En 1988 Durand y desarrollaron un biorreactor mezclado intermitentemente en el INRA, en Dijon, Francia. Tiene 2 m de largo, 0,8 m de ancho y tiene una altura total de 2,3 m, con una altura de cama de trabajo de 1 m. Esto da un volumen de trabajo de aproximadamente 1,8 m3, suficiente para contener un lecho de aproximadamente 1 tonelada de material húmedo. La mezcla es proporcionada por un número de taladros de tornillo (es decir, diseñados para levantar el sustrato a medida que giran) que están montados sobre un carro sobre la parte superior del fermentador. Este carro se desplaza de un extremo a otro a una velocidad máxima de 6,5 cm min-1, lo que significa que tarda 35 minutos en recorrer el dispositivo por un extremo al otro. Los tornillos giran a una velocidad máxima de 22 rpm. El régimen de agitación, en términos de frecuencia y duración de los eventos de mezcla, se puede variar de acuerdo con las necesidades del proceso, según se determina por el microorganismo y el sustrato utilizados. Además, si es necesario, se pueden montar diferentes agitadores tales como tornillos huecos o tornillos helicoidales, dependiendo del comportamiento de mezcla del medio sólido a utilizar en la fermentación. El carro tiene boquillas de pulverización colocadas en su parte inferior, permitiendo la adición de soluciones de inóculo, agua, nutrientes o corrección de pH durante el mezclado. El sistema de aireación tiene una capacidad máxima de 1500 m3 h-1, lo que significa que es posible airear con más de 13 volúmenes de aire por volumen de lecho por minuto (es decir, más de 13 vvm).

Cultivaron Trichoderma, que crece óptimamente a temperaturas alrededor de 28 ° C, en un medio de pulpa de remolacha azucarera para la producción de proteína de célula única. Es posible mantener la temperatura y el contenido de agua del lecho dentro de límites aceptables manteniendo la humedad relativa del aire de entrada constante al 90% y manipulando el caudal y la temperatura del aire suministrado al aparato.

Describieronn el régimen operativo como sigue:

Tres o cuatro «giros» (es decir, eventos de mezcla) durante el cultivo de 48 h;

Durante las primeras 10 h, una velocidad de flujo de aire de 750 m³ h^-1(es decir, aproximadamente 7 vvm) a 29ºC;

A medida que la velocidad de crecimiento se acelera, un aumento del caudal de aire a 1000 m³ h^-1 (es decir, aproximadamente 9 vvm) a 26ºC. Con este régimen operativo, durante el crecimiento exponencial, las temperaturas a 85 cm de profundidad en el lecho ya 20 cm de profundidad en el lecho oscilaron entre 26,5 y 29,0ºC. Desde que se informó por primera vez, el uso de este biorreactor se ha extendido exitosamente a la producción de enzimas y biopesticidas. Xue adaptó el  y Chereau para construir un proceso a gran escala para la producción de proteína microbiana a partir de pulpa de remolacha azucarera por Aspergillus tamarii. El biorreactor está construido de hormigón, con una longitud de 17,6 m, una anchura de 3,6 m, y una altura total de 2,0 m. Una placa de acero inoxidable perforada, diseñada para soportar la cama, se fija a una altura de 0,6 m. La altura real de la cama utilizada es 0,7 m, dejando un espacio libre de 0,7 m, y dando un volumen de lecho de 44 m³. Esto corresponde a 25 toneladas de sustrato húmedo, que, dado un contenido de agua del 80% (base húmeda), da 5 toneladas de sustrato seco. El carro que sostiene los mezcladores de tornillo tiene una velocidad lineal de 30 cm min^-1 y gira los tornillos a 13,3 rpm. La instalación tiene dos biorreactores de este tipo. El sistema de aire tiene una capacidad máxima de 60.000 m³ h^-1. Dividido sobre dos biorreactores, este es 11 vvm.

Se proporcionaron muy pocos datos de rendimiento. Utilizaron dos ciclos de giro durante las primeras 48 h del proceso de 72 h. La velocidad de aireación utilizada fue de 220 m³-aire húmedo min^-1, a una humedad relativa del 88% ya una temperatura que oscilaba entre 32 y 34 ° C. Sin embargo, no se especificó si esta tasa de aireación era para uno o ambos biorreactores. Se informó que el aire de salida tenía «parámetros operacionales» de humedad relativa del 100% y 33ºC, aunque no está claro si esto se logró.