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01/2010

Mejor adhesión de las bacterias en los films de los biorreactores

Bacteris als biofilms dels bioreactors
Materiales plásticos como el polipropileno son utilizados habitualmente como material de soporte para el crecimiento de biopelículas en biorreactores para el tratamiento de gases residuales y olores. La investigación realizada por el grupo de investigación GENOCOV (Departament d'Enginyeria Química, UAB), en colaboración con investigadores de la Universidad Duke y la Universidad de California, se ha dirigido a la modificación de las características físicas de la superficie de piezas de polopropileno y a determinar cómo estas modificaciones pueden o no afectar la capacidad de retención de microorganismos sobe su superficie.

Una de las configuraciones de biorreactor habituales para el tratamiento biológico de gases residuales y efluentes olorosos son del tipo biofiltro percolador, el interior de los cuales contiene un material inorgánico, generalmente plásticos, sobre el que se adhieren y crecen microorganismos en forma de biopelícula. Éstos son los encargados de degradar los compuestos contaminantes contenidos en la fase gas y así permitir una corriente gaseosa de compuestos contaminantes contenidos en la fase gas y así permitir una corriente gaseosa de salida depurada. El crecimiento de microorganismos degradadores suele ser lento, y en particular sobre superficias muy lisas, hidrofóbicas y con propiedades electrostáticas desfavorables. La mejora de la adhesión de microorganismos sobre los materiales permetiría una puesta en marcha más rápida de los biorreactores. En el artículo "The Effect of Packing Hydrophilization on Bacterial Attachment and the Relationship with the Performance of Biotrickling Filters", publicado en Biotechnology & Bioengineering, piezas de polipropileno de un biorreactor fueron modificadas mediante el ataque con arena y mediante tratamiento con un sistema de plasma de baja presión, tanto en atmósfera de oxígeno puro como en atmósfera de helio y oxígeno.

Mediante microscopía electrónica de barrido se ha observado cómo los tratamientos aumentan la rugosidad de los plásticos mientras que mediante la medida del ángulo de gotas de agua se ha observado que los tratamientos disminuyen la hidrofobicidad del plástico, en particular los tratamientos con plasma. Mediante la medida del potencial zeta, se ha demostrado que el tratamiento de los materiales aumenta la diferencia de potencial entre el material y el de los micoorganismos colonizadores del plástico con respecto al material no tratado. Los tres factores favorecen la colonización del plástico por parte de los microorganismos en biofiltros percoladores para el tratamiento de tolueno no revelan diferencias significativas en la eficacia del tratamiento durante la puesta en marcha. Estudios de deposición de células sobre los cuatro materiales han permitido determinar que hay otros factores adicionales que haría falta investigar como la hidrodinámica del reactor, que pueden jugar un papel clave en el reactor frente a los factores evaluados en el artículo.

David Gabriel

Referencias

"The Effect of Packing Hydrophilization on Bacterial Attachment and the Relationship With the Performance of Biotrickling Filters". Prado, Oscar J.; Popat, Sudeep C.; Chen, Gexin; Walker, Sharon L.; Lafuente, Javier; Gabriel, David; Deshusses, Marc A. BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING, 103 (6): 1060-1067 AUG 15 2009.

 
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