Un biorreactor es un recipiente que se utiliza para contener organismos con el fin de aprovechar sus procesos bioquímicos naturales. Un ejemplo simple y bien conocido de un biorreactor es un tanque de fermentación para cerveza, en el que se estimula la proliferación de ciertos microorganismos, lo que hace que el contenido del tanque fermente y cree un producto final utilizable. Hay varios tipos de biorreactores y se utilizan para diversos fines, desde el procesamiento de desechos sólidos hasta la fabricación de productos farmacéuticos.
En un biorreactor discontinuo, todo se agrega a la vez a un ambiente controlado y sellado, y se permite que las reacciones bioquímicas sigan su curso antes de que se abra el reactor para que el contenido pueda extraerse y utilizarse, desecharse o seguir procesos. Otros operan con un método de flujo continuo, en el que los materiales fluyen constantemente a través del biorreactor. Las plantas de tratamiento de residuos, por ejemplo, utilizan un flujo continuo para procesar residuos sólidos.
Se deben cumplir una serie de criterios cuando se construye un biorreactor. Para que el dispositivo sea efectivo, las condiciones deben controlarse estrictamente, lo que significa que debe haber formas de moderar la temperatura, los niveles de luz, la humedad, el oxígeno y otros componentes del medio ambiente. También es importante aislar el contenido de los contaminantes para que el biorreactor funcione correctamente y no se produzcan reacciones adversas. En la cerveza, por ejemplo, la introducción de microorganismos incorrectos puede hacer que la cerveza se vuelva amarga.
La conversión de desechos orgánicos como el compost o los desechos sólidos es una aplicación común para los biorreactores. Cuando se construye correctamente, el reactor puede acelerar enormemente el proceso de avería, lo que contribuye a la eficiencia general. Los biorreactores también se utilizan para promover el crecimiento, como por ejemplo en la producción de cultivos de tejidos o el cultivo de hongos específicos utilizados en productos farmacéuticos. En algunos casos, puede ser necesario diseñar un dispositivo personalizado para satisfacer las necesidades específicas de una aplicación en particular, en cuyo caso normalmente se requieren las habilidades de un bioquímico.
Los investigadores están constantemente ideando nuevos usos para la tecnología de biorreactores. Por ejemplo, estos dispositivos podrían usarse potencialmente para producir energía o para hacer crecer tejidos y injertos óseos. La producción química puede depender en gran medida de los biorreactores, según los compuestos que se fabriquen, al igual que el procesamiento a gran escala de compost y desechos de jardín para los municipios. También se han realizado muchos experimentos con biorreactores en entornos desafiantes como el espacio para aprender más sobre los procesos bioquímicos y generar información científica útil.