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Gua de Ejercicios 3 Computacin Aplicada

Biorreactores

1.- Un reactor por lotes tiene un volumen de 60L con una concentracin inicial de sustrato de 7g/L y un inculo de 2g/L de clulas. Indique cunto tiempo tomar triplicar la biomasa y qu concentracin de sustrato se alcanzar en ese momento.

M : 0,65 h-1

KS : 60 mg/L Yx/s: 0,9

2.- Las condiciones de operacin con que se lleva a cabo un cultivo por lote alimentado con alimentacin constante de una determinada bacteria, se sealan a continuacin junto con algunos de sus principales parmetros:

Vo : 59.983 L M : 0,26 h-1

So : 6 g/L KS : 50 mg/L Xo : 3 g/L Yx/s: 0,5 (limitante) VF : 80.000 L SF: 180 g/L F : 1.250 L/h Durante el cultivo se ha tomado una muestra que indica que la concentracin celular en ese momento es de 15,3 g/L. Podra Ud. Sealar cuntas horas restan para el trmino de la fermentacin?. 3.- Una fermentacin se realiza por lote alimentado, utilizando una alimentacin constante de 0,8 L/h con una concentracin del nutriente limitante de 120 g/L. El cultivo se inicia por lotes con un volumen lquido de 20 L, la concentracin celular despus de inocular es de 0,1 g/L. y hay un medio de cultivo con 7,5 g/L del nutriente limitante. El cultivo por lotes contina hasta que la masa celular se quintuplica, indicndose en ese momento la alimentacin. Determine:

a) Las condiciones iniciales del cultivo por lote alimentado. b) Las condiciones finales que corresponde al momento en que el volumen del caldo es

30 L. Datos: VF: 30 L Yx/s: 0,45

M : 0,62 h-1 KS : 80 mg/L

4.- Se quiere instalar un sistema de cultivo por lote alimentado en el cual se obtenga un crecimiento exponencial a flujo constante y con una concentracin del sustrato limitante variable con el tiempo.

a) Deduzca las ecuaciones que representan el comportamiento del sistema. b) Determine el tiempo de alimentacin y la masa de glucosa si el fermentador

inicialmente con 22 m3 de lquido se desea obtener 640 Kg de biomasa seca a un = 0,5 h-1.

Datos: Xo : 8 g/L Yx/s: 0,4

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M : 0,62 h-1 F : 1 m3/h

Ks : 0,045 g/L

5.- En la siguiente tabla se presentan los datos obtenidos en un proceso de fermentacin llevado a cabo en un biorreactor continuo de tanque agitado operado en estado estacionario a varias velocidades de dilucin.

D= 0,38 h-1 D= 0,33 h-1 D= 0,29 h-1 D= 0,235 h-1

X (g/L) 5,96 5,98 5,99 6,00

S (g/L) 0,57 0,33 0,23 0,14

a) Determinar KS y mx. b) Dada una concentracin de sustrato a la temperatura a la entrada del reactor de 120

g/l y asumiendo una alimentacin estril. Calcular el rendimiento de sustrato. c) Determinar el caudal de alimentacin que podr ser procesado en un reactor similar

de 100 m3 en estado estacionario, si se pretende convertir el 80% de una alimentacin estril que contiene 120 g/l de sustrato.