CINETICA DE CULTIVO CELULAR POR LOTES

CONSUMO DE SUSTRATO Determinacin de la cintica de consumo de la fuente de carbono.A continuacin se darn a conocer los datos obtenidos en todo el desarrollo de la levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571.USAMOS:

NHoraTiempo (h)ABS(640 nm)X(g/L)

108:4500.3680.21

210:4520.9240.53

312:4540.8601.97

414:4560.5983.42

516:4580.7474.27

618:45100.6985.98

720:45120.6357.26

808:45240.3397.75

910:45260.3738.53

1012:45280.3277.47

1114:45300.4129.42

FIGURA 1: Figura N1. Cintica de Crecimiento de la Levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571FASE ESTACIONARIAFASE EXPONENCIALFASE DE LATENCIA

INTERPRETACIN DE GRFICA:

Al evaluar la cintica de crecimiento de microorganismo se lleg a determinar que en transcurso de un tiempo 11.35 h se alcanz la fase estacionaria entonces arbitrariamente tomamos los 2/3 del tiempo teniendo en cuenta que se su comportamiento en este periodo la fermentacin estaba en plena fase logartmica de crecimiento microbiano, este es el punto de partida para el inicio del cultivo en el quimiostato e iniciar as la puesta en marcha dndole un tiempo aproximado de dos horas para que dichas clulas se adapten al medio. De esta manera se realiz un diseo previo de un medio definido usando como fuente de carbona al extracto de yacon y como fuente de nitrgeno a la levadura y con la adicin de sales. Este medio tubo una concentracin de 26.2g/l de extracto de yacon para un volumen de 0.1 litros, aumentando progresivamente para cada estado estacionario el flujo de alimentacin en este caso en el grafico n 1 se puede observar que la curva de concentracin celular que conforme se va aumentando la velocidad de dilucin (influenciado por el flujo) hay una reduccin en la concentracin celular ocurriendo lo contrario con la concentracin de sustrato que va de manera ascendente, es decir, conforme aumentamos la velocidad de dilucin aumenta progresivamente la concentracin de sustrato en el medio es aqu antes del cuarto punto del estado estacionario, estos resultados se vieron influenciados de cierta manera por los imprevistos de la practica

El medio de cultivo debe aportar todos los elementos necesarios para las sntesis celulares y para cubrir las necesidades energticas de las levaduras.La presencia de una concentracin elevada de extracto de levadura y la inclusin de factores (temperatura y agitacin) de crecimiento en el medio de cultivo favorecieron el crecimiento de Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571. Probablemente el incremento del crecimiento fue por la inclusin de estos factores fue debido a que la fructosa es un monosacrido y es fcil para la levadura aprovechar la fuente de carbono que esta molcula pose

En la figura se pueden distinguir tres zonas:

Fase de latencia. En esta fase, el microorganismo, sometido a un crecimiento previo en un inculo, se adapta a las condiciones del caldo de fermentacin. Bsicamente es un periodo de ajuste metablico. El crecimiento es bajo, y prcticamente no se presenta produccin de etanol. Debido a la transferencia del microorganismo del inculo al nuevo medio, ste puede verse afectado por cambios en el pH, aumento en el suministro de nutrientes y descenso en los inhibidores de crecimiento

Fase exponencial. Esta fase es la ms importante para el proceso, ya que la mayor parte del etanol se produce en este periodo. Depende parcialmente de la concentracin inicial del sustrato, y la cantidad de etanol a producir est condicionada por la duracin de esta fase. El tiempo en esta fase duro 9 horas.

Fase estacionaria. En este punto se detiene el crecimiento, debido al agotamiento de los nutrientes en el caldo de fermentacin, as como al efecto inhibidor que provoca la concentracin de etanol en el medio. La masa de los microorganismos permanece constante en esta fase, por el equilibrio que se da entre los que permanecen vivos y los muertos.

No se pudo determinar la fase de muerte o decaimiento ya que se par la fermentacin por motivos de tiempo.

En la tabla 01 se muestra los valores experimentales del crecimiento en funcin al tiempo de fermentacin y en la Fig. 01 se observ que el crecimiento celular se realiz rpidamente, esto probablemente ocurri por la fuente de carbono utilizada, el EXTRACTO DE YACON, entonces existe un ahorro de energa, lo que demuestra que la levadura reconoci fcilmente al medio.

El crecimiento microbiano de la Kluyveromyces Marxianus NRRL Y-7571 se dio debido a que utilizamos fructosa como fuente de carbono y una alta concentracin de extracto de levadura, entre los dems nutrientes y sales. Los compuestos carbonados son utilizados por las levaduras a la vez como fuente de energa y como fuente de carbono.

DISCUSIONES:

El nitrgeno es cuantitativamente el segundo constituyente aportado por el medio de cultivo. Es utilizado por las clulas en los aminocidos, los nucletidos y algunas vitaminas. Pueden ser utilizadas numerosas fuentes de nitrgeno. Todas las levaduras son capaces de utilizar el nitrgeno en forma de ion amonio. Los iones amonio pueden ser aportados en el medio por el cloruro amoniaco, el nitrato amnico, el fosfato amnico y sobre todo el sulfato amnico, mejor compuesto pues aporta al mismo tiempo el azufre necesario para la sntesis de ciertos aminocidos. (KREGER VAN RIJ, 1984).

Los extractos de levadura son excelentes substratos para muchos microorganismos. Son productos a partir de la levadura de panadera mediante autolisis a 50 55C.El extracto de levadura contiene aminocidos, pptidos, vitaminas solubles en agua y carbohidratos. (WOLG, 1989)

La temperatura corriente de cultivo de las levaduras se sita entre 25 y 30C que permite efectivamente el crecimiento de la mayor parte de las levaduras. Sin embargo estas temperaturas no son reguladas a las temperaturas ptimas de crecimiento que las levaduras que se encuentran en su hbitat natural. Siendo la membrana citoplasmtica de las clulas cultivadas a temperatura elevada ms resistente a las desnaturalizaciones trmicas que la de las clulas cultivadas a baja temperatura. (WALTON y PRINGLE 1980).

De acuerdo la composicin del medio de cultivo se observa que el crecimiento de la Kluyveromyces Marxianus NRRL Y-7571 es ptimo lo cual demuestra que el medio es propicio para el desarrollo del cultivo y cumple con los requerimientos mnimos que necesita las clulas para crecer.

DETERMINACIN DEL MX DEL MICROORGANISMO KLUYVEROMYCES MARXIANUS NRRL Y 7571 EN UN CULTIVO POR LOTE CON FRUCTUOSA COMO FUENTE DE CARBONO

Ajustando nuestros puntos, reconocimos la zona de fase exponencial en el cual se tuvo un mximo crecimiento celular de las levaduras Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571.

Tiempo (h)ln(x/xo)

00

20.92062913

42.23514381

62.78809291

83.01056734

Tabla 2: Crecimiento de las levaduras Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571.

Sabemos que la cintica de crecimiento microbiano, est dado matemticamente por la siguiente ecuacin:

INTEGRANDO:

figura 2. Grafica Ln(X/Xo) vs T(h)

Entonces, tendremos que:

CINTICA DE CRECIMIENTO MICROBIANO

INTEGRANDO: mx=0.3944 h-1

Entonces:

td= ln (2)/0.3944=1.76h

INTERPRETACION DE GRAFICA Y RESULTADOS OBTENIDOS:

En la tabla 02 y fig. 02 se observa que la cintica de consumo del Extracto de Yacon se encuentra en funcin a la velocidad de crecimiento de la Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571, probablemente debido a que la fuente de carbono es destinado a la formacin de productos y a la manutencin de las clulas por esta razn el crecimiento se ve afectado y solo se observa un crecimiento mximo de 1.516 g/l estando el medio de cultivo diseado para 2 g/l; esto se debi a la buena fuente de nutrientes. Asimismo, se observ que el crecimiento celular aumento debido al extracto de levadura como fuente de aminocidos, favoreci a que no exista una fase de latencia tan prolongada y as obtener una curva de crecimiento ms notoria y pronunciadaTericamente, el kluyveromyces marxianus presenta un =0.48 h-1 pero como se puede notar el calculado prcticamente, es mucho menor que el terico debido a que obtuvimos =0.3944 h-1, esto debido a que inicialmente se tuvieron todas las condiciones favorables, para su crecimiento, motivo por el cual, no se tuvo una fase de latencia prolongada, pero con el pasar de las horas, posiblemente la levaduras haya comenzado a sintetizar el etanol, por lo que su velocidad de crecimiento disminuyo, asimismo por la expulsin del CO2, producto de la fermentacin el cual no es removido.

Solo unas pocas (2%) son psicrfilas con una temperatura mxima de crecimiento por debajo de 24C, pero mayor es el nmero de las levaduras que tienen la temperatura ptima de crecimiento por debajo de 20C. No hay levaduras que puedan crecer a 50C y solamente unas pocas pueden desarrollar cerca de 0C, entre las que se encuentran Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii y Pichiamembranaefaciens.Por otra parte, Kluyveromyces marxianus crece a 48CEn general,la presencia de etanol o bicarbonato aumenta la temperatura mnima de crecimiento (Dak & Beuchat 1996).

DISCUSIONES:Tambin, mencionemos a cada uno de los nutrientes, como el fsforo se haya incluido en los cidos nucledos y los nucletidos di y tri fosfato. Se encuentra tambin en forma de polmeros lineales de polifosfato que juegan un papel importante en la regulacin del metabolismo celular. (KULAEV y VAGABOV 1983).

La concentracin en iones fosfatos () regula la sntesis de los lpidos y los glcidos. El fosforo es asimilado por la clula en forma de iones ortofosfato () las fuentes de fosforo en el medio de cultivo deben estar constituidas por el dihidrogenofosfato de potasio () o por el hidrogenofosfato disdico (). En condicin limitante de fosforo en el medio, la clula sintetiza una fosfatasa acida (fosfomonoesteresa), localizada en la pared que libera fosforo a partir de los esteres fosfricos (SCHURR y YAGIL, 1971).

EL 60% del azufre est incorporado en las protenas. El 5% est en forma de sulfato inorgnico libre el resto est en forma de enlace disulfuro y en aminocidos sulfurados libres. El azufre esta igualmente presente en algunas vitaminas. La fuente de azufre ms frecuentemente utilizada en los medios de cultivo es el sulfato amnico. (PARRY y col, 1976).

El potasio es el elemento mineral cualitativamente ms importante en la levadura. Tiene papeles fisiolgicos importantes: Catin regulador: por cada penetracin de un catin metlico divalente, hay excrecin de 2K+ (FUHRMANN y ROTHSTEIN, 1968). A PH acido, el potasio estimula la fermentacin y la respiracin (PENA, 1980). Acta como efector de numerosas enzimas: piruvato quinasa, aldolasa, aldehdo deshidrogenasa y permeasa (ATPasa) (MAIORELLA Y col. 1984). Interviene en la estructura de los ARN.El magnesio es necesario para el buen funcionamiento de un centenar de enzimas del metabolismo; juega el papel: De activador de las enzimas glicoliticas. De estimador de la sntesis de los cidos grasos. De regulador de las ATPasas de las membranas. Participa con el potasio en la penetracin del fosfato.DETERMINACIN DE AZCARES REDUCTORES (FRUCTUOSA): MTODO DEL DNS (CIDO DINITROSALICLICO)

A continuacin se darn a conocer los datos obtenidos en el consumo de sustrato por parte de la levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571 para la produccin d ETANOL, utilizando como fuente de carbono a la EXTRACTO DE YACON.

Tabla 3. Valores obtenidos de Consumo de sustrato a travs del mtodo de DNS

TIEMPOTUBOSABSORBANCIAFACTOR DE DILUCIONCONCENTRACIONS ( g/L)

011.1251.201.87741184337.5482369

220.7271.201.21540252824.3080506

430.4531.200.75964737215.1929474

640.011.200.0227877580.45575516

850.021.200.0394211580.78842315

1060.0261.200.0494011980.98802395

1270.0731.500.1275781770.63789088

1480.1271.500.2173985361.08699268

1690.121.500.2057551561.02877578

18100.0341.500.0627079170.31353959

20110.0781.500.1358948770.67947438

Figura 3. Grafica de consumo de sustrato por parte de la levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571 expresado como azucares reductores en funcin del tiempo.

En la figura 3, se puede ver el consumo de sustrato en el medio de fermentacin que comenz rpidamente, motivo por el cual anteriormente se observ una insignificante fase de latencia. Vemos que el microorganismo metaboliz rpidamente al sustrato, esto en parte se debi a las buenas condiciones iniciales que se tuvo tales como el pHptimo, temperatura, buena aireacin y por su puesto un rico medio de cultivo.

Segn Kosaric et al, 1987, 609 refiere En la fermentacin por lotes, se cargan en el reactor el caldo de fermentacin (sustrato) y una solucin esterilizada previamente inoculada con los microorganismos. A lo largo de la fermentacin suele aadirse algo de oxgeno (en forma de aire), agente antiespumante, cidos o bases para controlar el pH, nutrientes (si se requieren) y antibiticos; asimismo se aade inculo fresco si es necesario. La conversin de azcares en un sistema por lotes simple es de 75-95% del valor terico, con una concentracin final de etanol de 10-16% en volumen. La productividad usual de procesos por lotes simples y convencionales es de 1.8-2.5 g de etanol por litro del volumen del fermentador por hora.

Figura 4. Crecimiento de la masa celular

Zona de Crecimiento Exponencial de Masa CelularZona de Crecimiento Limitado de Masa Celular

Figura 5. Crecimiento exponencial de biomasa celular

Observamos que en la zona exponencial se inici a partir de la primera hora y termino en la hora 7, seguido a ello se dio el crecimiento estacionario. El microorganismo, sometido a un crecimiento previo en un inculo, se adapta a las condiciones del caldo de fermentacin. Bsicamente es un periodo de ajuste metablico.

Fig. 5 Crecimiento limitado de masa celular

Observamos que a partir de las horas 11 hay un crecimiento limitado, debido a que se detiene el crecimiento, debido al agotamiento de los nutrientes en el caldo de fermentacin, as como al efecto inhibidor que provoca la concentracin de etanol en el medio. La masa de los microorganismos permanece constante en esta fase, por el equilibrio que se da entre los que permanecen vivos y los muertos.

Fig. 5: En este grafico se observa la relacin inversamente proporcional que presenta el sustrato y la biomasa en funcin del tiempo.En la presente grafica se puede observar la relacin que existes entre el crecimiento microbiano y el consumo de sustrato podemos observar que el microorganismo cuando consume ms rpido el sustrato ah se da el crecimiento exponencial.

La concentracin de sustrato en inversamente proporcional al tiempo y a la biomasa, es decir que mientras el tiempo aumenta la concentracin de sustrato disminuye, por lo tanto tiene pendiente negativa. La concentracin de biomasa es inversamente proporcional a la de sustrato debido a que conforme el tiempo avanza las levaduras de levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y 7571 se van reproduciendo en su fase exponencial es decir a una mayor velocidad. La produccin de etanol en este caso no es deseada, es por ello que se realiza un cultivo por lote aireado.

El crecimiento exponencial depende parcialmente de la concentracin inicial del sustrato limitante, esto implica que el cultivo pasa de un estado en el cual crece con exceso de sustrato a otro de carencia de sustrato, de manera que los periodos a velocidades menores que la mxima no son suficientemente largos para permitir al organismo ajustar su estructura interna a las nuevas condiciones.Ahora se observa un decaimiento en el consumo rpido del sustrato, en las 4 primeras horas, ahora pero se observa que el microorganismo sigue creciendo, esto se debe al extracto de levadura, una fuente rica en aminocidos, vitaminas, minerales. Asimismo, vemos que se llevara a cabo a la produccin de etanol la que tambin sirve de medio para esta levadura para producir otros cidos, en otro proceso fermentativo.Podemos comprobar que en los resultados si hay un aumento de la velocidad de dilucin (D), entonces menor ser la concentracin de biomasa, por consiguiente tendremos una mayor concentracin de sacarosa cuando aumentemos la velocidad de dilucin ya que al formase menos biomasa consumirn menos Extracto.

Esto se puede contrastar con las siguientes bibliografas:La productividad de biomasa de 1,61 g / L h en estado puro hidrolizado a pH 4 y 38 C, a una tasa de dilucin de 0,1 h -1, fue mayor que el valor de 1,13 g / L h obtenido en el 50% diluido en el hidrolizado El mismo pH y la temperatura, pero a una tasa de dilucin de 0,15 h-1. No substrato de carbono residual fue detectado en ninguna de las anteriores condiciones de cultivo. (Cultivo en Quimiostato de Candida blankii en Bagazo de la caa de azcar hemicelulosa hidrolizado P.S. Meyer, J.C. du Preez, * y S.G. Filian).Otro autor nos menciona:En la Figura se aprecia la disminucin en la concentracin de biomasa conforme aumenta el valor de la tasa de dilucin, pasando de un valor inicial de 3,3 g/L para una tasa de dilucin de cero, que corresponde a una operacin del sistema en forma batch, hasta una concentracin de 0,2 g/L para una tasa de dilucin igual a 0,5 h-1.

Para la ltima tasa de dilucin (0,5 h-1), la concentracin de azcares totales en el medio de cultivo se mantuvo aproximadamente igual a la concentracin del medio de cultivo fresco con que se alimenta el proceso, indicando que la operacin del sistema continuo tuvo lugar con una tasa de dilucin lo suficientemente alta que provoc el lavado de clulas o producto, lo cual se debe evitar.La tasa mxima de dilucin, Dmax, con un valor de 0,19 h1, se obtuvo grficamente donde las curvas de concentracin de biomasa y sustrato en la Figura 5, se interceptan. De igual forma, la tasa de dilucin crtica, Dcri, corresponde al valor aproximado de 0,30 h-1, este valor tiene lugar donde la concentracin de azcares totales en el medio de cultivo comienza a mantener un valor constante y similar a la concentracin de azcares totales del medio de cultivo fresco, adems, se da inicio al lavado de clulas. Ambos parmetros son posibles de conocer a partir de los resultados cinticos obtenidos previamente. (Evaluacin de parmetros cinticos para la Sacharomyces cerevisiae utilizando agua de coco como sustrato. Oscar Ramrez Snchez).DISCUSIONES:1. Segn; Pauline M. Doran; libro principios de ingeniera de los bioprocesos, Universyity of New South Wales Sydney. Australia captulo 7 pag. 161 162:Otro dispositivo para mejorar la mezcla en un reactor consiste en colocar varios rodetes, aunque esto obviamente requiere un aumento de potencia, los biorreactores tpicos utilizados para cultivo aerobio son recipientes cilndricos alargados, con alturas de lquido significativamente superiores al dimetro del tanque. Este diseo produce una mayor presin hidrosttica en el fondo del recipiente y permite un mayor tiempo de contacto de las burbujas de aire con el lquido conforme asciende. Para alcanzar una mezcla efectiva en los fermentadores alargados es necesario colocar ms de un rodete.En la prctica el reactor con el cual trabajamos conto con tres rodetes lo que nos indica que hubo una mezcla efectiva adecuada con un aumento significativo de la presin hidrosttica.

2. Segn; Mukhopadhyay,S.N and T.K. Ghose (1976) A simple dynamic method of kLa determinatieon in laboratory fermenter.J,Ferment.Technol.54,406-419: Los lquidos y clulas atrapados en la espuma representan una prdida de volumen del biorreactor, ya que posiblemente las condiciones all existentes son desfavorables para la actividad metablica. Adems las clulas frgiles pueden ser daadas por la espuma retenida. La adicin del agente antiespumante especiales al medio es el mtodo ms comn de reducir la creacin de espuma en los fermentadores. Sin embargo, los agentes antiespumantes afectan a la superficie qumica de las burbujas y su tendencia a convalecer, por lo que presentan un marcado efecto sobre kLa.En la prctica La formacin de espuma causa infinidad de problemas de operacin por lo que el control de la misma es un parmetro importante en el diseo de los fermentadores no fue necesaria la adicin de un agente antiespumante ya que en el reactor al actuar en conjunto el aire y la agitacin se generara espuma, pero esto no fue observado por lo cual no hubo cambios sobre el kLa.3. Segn; Segn; Pauline M. Doran; libro principios de ingeniera de los bioprocesos, Universyity of New South Wales Sydney. Capitupulo Australia captulo 13 pag. 212 213: Las burbujas que se forman en el difusor generalmente son de un tamao relativamente uniforme y que depende del tipo de difusor utilizado. El intervalo de tamao producido es un parmetro importante en el diseo de los fermentadores agitados por aire, como los burbujeantes y de columnas de aire ascendente, ya que en este tipo de reactores no existe otro mecanismo de dispersin de burbujas. Sin embargo, en los reactores agitados, el diseo del difusor y el mecanismo de formacin de las burbujas son de menor importancia en comparaciones con los efectos del rodete

Esto se pudo observar en la prctica ya que no hubo formacin de burbujas en el reactor agitado que utilizamos y nuestros resultados relativamente exactos podemos concluir segn la literatura conseguida que la formacin de las burbujas en el reactor es de menor importancia en comparacin con los efectos del rodete.

4. Segn; Pauline M. Doran; libro principios de ingeniera de los bioprocesos, Universyity of New South Wales Sydney. Australia captulo 13 pag. 395 - 396:El medio lquido se esteriliza en el reactor donde se va a realizar la operacin en discontinuo. El lquido se calienta hasta la temperatura de esterilizacin introduciendo vapor en los serpentines o en la camisa del reactor. Otra posibilidad consiste en introducir el vapor directamente en el reactor o calentar el recipiente utilizando energa elctrica. Si se utiliza la inyeccin directa de vapor, debe tenerse en cuenta la posibilidad de dilucin del medio debido a la condensacin del vapor, la cual puede representar entre el 10-20% del volumen del lquido.

Esto se pudo demostrar en la prctica realizada ya que tuvimos que calentar primero el reactor y segn la teora esto fue una manera asptica de trabajo previamente se esterilizo con aire caliente.

5. Segn; Owen P. Ward, 1989: El proceso de fermentacin industrial aerobio debe disponer de un sistema de aireacin y mezclado del cultivo. El reactor de tipo tanque con agitacin convencional incluye un sistema de agitacin mecnicos consistentes en un eje vertical con varios agitadores, en tanto que la mayora de los bioreactores de platos (Rushton) estn equipados con turbinas de discos localizadas a lo largo del eje y con dimensiones controladas para conseguir un buen mezclado y una buena dispersin atreves del medio. Adems dispone de varios deflectores cuya anchura representa el 10% del dimetro del recipiente, localizado a lo largo del permetro del reactor con objeto de incrementar la turbulencia. El aire estril se introduce por la base del tanque, normalmente por un anillo pulverizador, y es dispersado eficazmente a travs del medio por la agitacin. La geometra de los fermentadores aireados debe disearse de forma que se facilite la eficacia del intercambio gaseoso, las caractersticas finales deben tener en cuenta los fenmenos de transporte que existen en los procesos biolgicos

6. Segn; Owen P. Ward, 1989: La velocidad de transferencia de masa entre las fases liquidas y gaseosa est fuertemente influenciada por la solubilidad del gas en la fase liquida. El oxgeno es poco soluble en soluciones acuosas, y en consecuencia, en muchos procesos de fermentacin aerobios el suministro de oxgeno es el factor crucial determinante de las velocidades metablicas por la que la transferencia de masa del oxgeno tiene un papel importante en el diseo del fermentador.

7. Segn; Owen P. Ward, 1989: La transferencia de oxgeno a la clula durante la aireacin del fermentador implica la transferencia de oxigeno desde las burbujas de aire a la solucin, la transferencia de oxgeno a travs del medio a la clula y finalmente la absorcin del oxgeno por la clula.

8. Segn; Owen P. Ward, 1989: Durante el crecimiento y metabolismo microbianos tiene lugar de forma continua la transferencia de nutrientes y metabolitos entre el medio ambiente externo y la clula. En este intercambio, cada nutriente o metabolito experimenta diversas fases pudiendo encontrarse en forma de slido, lquido o gas. En los procesos de fermentacin convencionales, la demanda microbiana de substratos distinto al oxigeno es cubierta usualmente sin dificultad, puesto que estos son suministrados en exceso en solucin en el medio.

CALCULOS PARA LAS DIFERENTES FORMULAS:Datos:

YX/S=0.47 g/gm=0.39h-1Vo=0.1LVf=1.3 Lt=5 h.

Determinando el flujo de alimentacin:

Fijando la funcionalidad de la corriente de alimentacin: F y SF

Hallando SF:

Datos:

X0=1.8g/l (se asume este valor por ser CL en matraz)S00 (cuando empieza el CLA se asume que casi todo el nutriente ha sido consumido en el CL)F= 0.16 l/h (dato del equipo Bioreactor)m=0.39h-1YX/S=0.47 g/gV0=0.1L (volumen de medio de Fermentacion1)Vf=1.3 L (volumen de medio de Fermentacin + Alimentacin)t=?? Hallando tiempo:

Vf=V0+F*tt= (Vf-Vo)/Ft= (1.3-0.1)/0.16t=8h

Reemplazando datos en la frmula de Tiempo de Transicin:

ttransicion=8/2 =4 hX0*V0*e mtT=F*SF*YX/S*tT+S0*V0*YX/S+X0*V0

SF=2.25g/l

Determinacin de la concentracin inicial:C1*V1 = C2*V2C2 = (C1*V1)/V2C2 = (100*1.3)/800C2 = 0.1625

En la zona de crecimiento limitado de masa celularTendremos que:XV= FSfYX/S t + SoVo + XoVo. ()

Como segn la bibliografa revisada, se tiene que Xf=?

Entonces en Vf= 1.60L, se tendr:

Asimismo, Sf=?y So=0gr/l

De la ecuacin (), reemplazamos los datos obtenidos:

XV= (0.16)*(2.25)+(0.47)*(0.1) + 1.8*0.1

XV=0.587 gr de biomasaComo: Vf=1.6LXf= (0.587/1.6)=0.367 gr/L

ANEXO: FUENTE: PUBLICACION UNITRU.EDU.PE

Figura 4.1.A : clulas de levadura Kluyveromyces marxianus s de agar placas petri usado para la inoculacin de glucosa media

Figura 4.1.B: clulas de lavadura Kluyveromyces marxianus en medio de glucosa media bajo condiciones aerobicas - shaker Fuente : KINETIC ANALYSIS OF KLUYVEROMYCES MARXIANUS YEAST STRAIN Erika Guimares Madeira Reeves B.S., Louisiana State University, 2001 May 2004

Tabla: Resumen de artculos de trabajo para parmetros de crecimiento cintico con especies de Kluyveromyces en la obtencin de etanol:

Fuente : KINETIC ANALYSIS OF KLUYVEROMYCES MARXIANUS YEAST STRAIN Erika Guimares Madeira Reeves B.S., Louisiana State University, 2001 May

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

1. CASTILLO CALDERON A. Cultivo por Lote Alimentado Aireado, Laboratorio de Bioprocesos, Nuevo Chimbote 02 de Noviembre del 2011.

2. CASTILLO CALDERON A. Desarrollo del inculo y cultivo celular por lotes, Laboratorio de Bioprocesos, Nuevo Chimbote 19 de Septiembre de 2011.

3. CASTILLO CALDERON A. Transferencia de Oxigeno en Bioreactores, Laboratorio de Bioprocesos, Nuevo Chimbote 2011.

4. ROMANO VITTORIO. Interleukin-1 production by Zygosaccharomycesbailii [pZ3 KIIL-1] in aerated fed- bath reactor: Importance o inoculums physiology and bioprocess modelling.Process Biochemistry 44 (2009) 527-533.

5. Pauline M. Doran; libro principios de ingeniera de los bioprocesos, Universyity of New South Wales Sydney. Australia captulo 13 pag. 395 396

6. Biotecnologa de la fermentacin, principios, procesos y productos. OWEN P. WARD. Edit. Acribia S.A. Zaragoza, 1989.