“Producción de ácido láctico mediante Lactobacillus. L- Bulgaricus con lacto suero de leche ...

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Morelia, Mich. 3 de marzo del 2015 EXAMEN DE BIORREACTORES UNIDAD I Juan Francisco Bocanegra López Profesor: Miguel Ángel Zamudio Jaramillo “Producción de ácido láctico mediante Lactobacillus. L- Bulgaricus con lacto suero de leche Como sustrato” Introducción: El suero de leche es el subproducto más abundante de la elaboración de queso, por lo que se busca aprovechar este subproducto el cual contiene lactosa que actuara como sustrato para el Lactobacillus. L-Bulgaricus , el cual mediante fermentación láctica producirá ácido láctico mediante el rompimiento del enlace glucosidico entre la Galactosa y Glucosa, la cual entrara en la ruta de la glucolisis para producir piruvato y posteriormente lactato. La fermentación se realizó en un fermentador New Brunswick modelo Bioflo 4000 con 3L utilizando 3 modelos cineticos para describir la cinética de la fermentación los cuales fueron comparados en base a valores experimentales de determino que los que describían mejor la cinética de la fermentación fueron: Modelo Logístico para producción de biomasa: = ( − ) EL cual se utilizó debido a que la concentración de biomasa está ligada con la velocidad máxima de biomasa multiplicada por la alcanzada durante la fermentación. Modelo de Luedeking y Piret para la concentración de producto: =∝ + Se utilizó debido a que se trata de una producción de producto ligada al crecimiento en la cual α representa la parte no asociada al crecimiento y β la parte asociada. Lo cual puede explicarse debido a que nuestro sustrato es glucosa (un azúcar) la cual puede ser utilizada para las actividades metabólicas del microorganismo y ser convertida en producto. Modelo de Hanson y Tsao para el consumo de sustrato: = Fue utilizada debido a que en estudios previos, mostro ser muy efectiva en la fase exponencial. Donde X= concentración Inicial de biomasa, Xmax= concentración máxima alcanzada, =Constante adimenciona, =Constante de producción, Ks= Constante de saturación de sustrato y S= concentración de sustrato. A continuación se muestran los valores experimentales obtenidos y utilizados con sus respectivas unidades. X (g/L) Xmax(g/L) (g/L) α β(h -1 ) Ks (L/gh) S (g/L) 1.66 16.66 0.884 1.348x10 -3 1.429x10 -2 1.27x10 -3 49.89 Resolviendo las ecuaciones simultáneamente en LabFit obtenemos la siguiente gráfica:

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Analisis de la cinetica de crecimiento, producción y consumo de sustrato de lactobacillus L-bulgaricus

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  • Morelia, Mich. 3 de marzo del 2015

    EXAMEN DE BIORREACTORES

    UNIDAD I

    Juan Francisco Bocanegra Lpez

    Profesor: Miguel ngel Zamudio Jaramillo

    Produccin de cido lctico mediante Lactobacillus. L- Bulgaricus con lacto suero de leche

    Como sustrato

    Introduccin:

    El suero de leche es el subproducto ms abundante de la elaboracin de queso, por lo que se

    busca aprovechar este subproducto el cual contiene lactosa que actuara como sustrato para el

    Lactobacillus. L-Bulgaricus , el cual mediante fermentacin lctica producir cido lctico

    mediante el rompimiento del enlace glucosidico entre la Galactosa y Glucosa, la cual entrara en

    la ruta de la glucolisis para producir piruvato y posteriormente lactato. La fermentacin se

    realiz en un fermentador New Brunswick modelo Bioflo 4000 con 3L utilizando 3 modelos

    cineticos para describir la cintica de la fermentacin los cuales fueron comparados en base a

    valores experimentales de determino que los que describan mejor la cintica de la fermentacin

    fueron:

    Modelo Logstico para produccin de biomasa:

    = (

    )

    EL cual se utiliz debido a que la concentracin de biomasa est ligada con la velocidad mxima de

    biomasa multiplicada por la alcanzada durante la fermentacin.

    Modelo de Luedeking y Piret para la concentracin de producto:

    =

    +

    Se utiliz debido a que se trata de una produccin de producto ligada al crecimiento en la cual

    representa la parte no asociada al crecimiento y la parte asociada. Lo cual puede explicarse debido a

    que nuestro sustrato es glucosa (un azcar) la cual puede ser utilizada para las actividades metablicas

    del microorganismo y ser convertida en producto.

    Modelo de Hanson y Tsao para el consumo de sustrato:

    = Fue utilizada debido a que en

    estudios previos, mostro ser muy efectiva en la fase exponencial.

    Donde X= concentracin Inicial de biomasa, Xmax= concentracin mxima alcanzada, =Constante adimenciona, =Constante de produccin, Ks= Constante de saturacin de sustrato y S= concentracin de sustrato.

    A continuacin se muestran los valores experimentales obtenidos y utilizados con sus respectivas unidades.

    X (g/L) Xmax(g/L) (g/L) (h-1) Ks (L/gh) S (g/L)

    1.66 16.66 0.884 1.348x10-3 1.429x10-2 1.27x10-3 49.89

    Resolviendo las ecuaciones simultneamente en LabFit obtenemos la siguiente grfica:

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    Conclusines y discusin:

    Se utilizaron los modelos matemticos anteriormente descritos debido a que se ajustaron

    bastante para representar la fermentacin, debido a que el modelo de Monod no presento

    ajustes individuales satisfactorios para la concentracin de biomasa vs t, adems se reporto que

    la concentracin de producto era parcialmente ligada al crecimiento otra razn para utilizar el

    modelo de Luedeking y Piret.

    Se observa segn los grficos una concentracin de sustrato bastante inclinada, lo cual indica

    una velocidad de consumo bastante alta, mientras que la concentracin de biomasa crece

    bastante rpido y posteriormente permanece casi constante en el valor mximo reportado en

    la tabla anterior y para la concentracin de producto, que es parcialmente ligada al crecimiento

    tuvo una concentracin considerable tomando en cuenta el rendimiento de producto reportado

    que fue del 10%.

    Referencias.

    CINTICA DE LA PRODUCCIN DE ACIDO LCTICO POR FERMENTACIN SUMERGIDA CON

    LACTOSUERO COMO SUSTRATO. Miguel Jakymec , Hctor Morn, Gisela Pez, JoseR. Ferrer,

    Zulay Mrmol y Eduardo Ramones.

    Laboratorio de Tecnologia de Alimentos,Escuela de Ingeniera Qumica,Facultad de Ingeniera,

    Universidad del Zulia.

    Desarrollo de Modelos Cinticos para Bioprocesos: Aplicacin a la Produccin de Xantano

    Almudena Alcn Martn

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