Cuando el tiempo de funcionamiento de un biorreactor es crucial, se puede incorporar redundancia en los sistemas para aumentar la fiabilidad y la disponibilidad de este.

La redundancia en los sistemas de biorreactores se traduce en más horas ininterrumpidas de funcionamiento dedicadas al desarrollo y producción de biológicos; y cuando inevitablemente surgen problemas, los sistemas redundantes pueden compensar esta falta con una interrupción mínima del proceso y sin poner en riesgo la integridad o el cumplimiento del sistema.

A menudo, incorporar redundancias en un sistema aumenta el coste total del mismo. Pero en los sistemas de biorreactores, la incorporación de equipos de flujo másico redundantes puede reducir los costes del sistema tanto para los sistemas de sobremesa en laboratorio como para las configuraciones a escala piloto y de producción.

La redundancia aumenta la flexibilidad para la investigación en laboratorio

La investigación en laboratorio es inherentemente mucho más sensible a los precios que la producción a gran escala, ya que las compañías farmacéuticas son cautelosas con los productos biológicos que aún no han sido calificados, probados y aprobados para uso masivo. Por lo tanto, las configuraciones a pequeña escala a menudo están limitadas por el presupuesto y el espacio, por lo que los equipos flexibles que pueden servir para múltiples propósitos son altamente beneficiosos para fines de investigación.

Considere un biorreactor de mesa que necesita alternativamente la inyección de oxígeno y aire, con el potencial de necesitar también dióxido de carbono y nitrógeno. Una configuración tradicional requeriría, al menos, de cuatro controladores de flujo másico: uno para cada gas y si los caudales son muy variables controladores adicionales debido a la necesidad de cubrir un rango muy amplio de caudales.

Imagine, en cambio, si pudiera disponer de un controlador de flujo másico flexible que le permitiera cambiar entre los flujos de cualquiera de los gases, individualmente o en combinación (mezcla de gases), sin necesidad de recalibrar este equipo. Si, además, este dispositivo también funcionara en un amplio rango de caudales (alta relación de reducción), tan solo necesitaría de este equipo para proporcionar los flujos precisos necesarios para el crecimiento de cultivo controlado.

Controlador de flujo másico con doble válvula que permite el empleo de dos gases distintos con un solo equipo

Los controladores de flujo másico flexiblestambién son muy beneficiosos en configuraciones de laboratorio con varios reactores trabajando simultáneamente, quizás cada uno cultivando una línea celular separada para realizar ensayos.

Las configuraciones tradicionales requieren una gran cantidad de controladores de flujo, al menos uno para cada gas que fluye hacia cada reactor. Mientras tanto, los controladores de flujo másico flexibles se pueden cambiar entre reactores para hacer fluir gases según sea necesario.

El uso de controladores flexibles puede proporcionar beneficios invaluables en términos de dinero y espacio. En este caso, los beneficios incluyen hasta 4 veces el ahorro de costos en equipos de flujo másico y un espacio de trabajo más valioso debido a un espacio de trabajo del biorreactor significativamente más pequeño.

La redundancia permite la consolidación a escala piloto y de producción

En sistemas de mayor escala, los controladores de flujo flexibles pueden permitir que los diseñadores de sistemas minimicen el número de líneas de flujo necesarias a la vez que reducen en gran medida el inventario de repuestos necesarios. Esto hace que el sistema sea más fácil de configurar y más útil, lo que reduce la posibilidad de errores y aumenta el tiempo de actividad del sistema.

Esto se logra mediante el uso de controladores de flujo másico con alta rangeabilidad (relación entre el caudal máximo y mínimo que es capaz de medir/controlar el equipo). Tradicionalmente, serían necesarios controladores de flujo separados (con rangeabilidades 50:1 ó 100:1) para controlar los flujos bajos y altos requeridos para las diversas etapas del crecimiento metabólico. Por el contrario, un solo controlador de flujo másico con un amplio rango de operación (hasta 10000:1) permite controlar tanto flujos bajos como altos.

Las líneas de flujo originales requerían controladores másicos separados para flujos altos y bajos. Las líneas de flujo simplificadas empleando medidores de flujo flexibles con alta rangeabilidad para usar un solo controlador de flujo para una gama más amplia de caudales.

Menos dispositivos también significa menos puntos potenciales de fallo. Y cuando se requiere servicio, o cuando hay un fallo, se puede insertar un controlador de flujo másico de repuesto en cualquier lugar del sistema, sin necesidad de reconfiguración. Por lo tanto, la redundancia en los controladores de biorreactores genera versatilidad a través de la combinación de una alta reducción del número de equipos necesarios y la capacidad de hacer fluir múltiples gases sin necesidad de recalibración, sirviendo para maximizar el tiempo de actividad del sistema al menor coste posible.