Análisis de caso “Cinética de la producción de ácido láctico por fermentación sumergida con lactosuero como sustrato”

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TECÁMAC

DIVISIÓN QUÍMICO BIOLÓGICAS

Análisis de caso

“Cinética de la producción de ácido láctico por fermentación sumergida con lactosuero como sustrato”

ALUMNO:

HERNÁNDEZ GONZÁLEZ ADRIANA AURORA

PROFESORA:

M. en C. VERÓNICA LAVADORES GONZÁLEZ

ASIGNATURA:

MATEMÁTICAS PARA INGENIERÍA I

7IBT2

FECHA DE ENTREGA:

4 de octubre del 2017

SEPTIEMBRE – DICIEMBRE 2017

Objetivo: Encontrar la concentración inicial optima de lactosa para la producción de ácido láctico.

Planteamiento del problema a resolver: El ácido láctico tiene diversas aplicaciones en la industria, ya que es respetuoso con el medio ambiente. En las industrias químicas lo suelen utilizar como un agente controlador de pH y como solubilizador. También es empleado como acidulante y agente conservante en alimentos, así como un precursor de ácido poliláctico (PLA), polímero con diversas aplicaciones en el área médica e industrial. En la industria cosmética se emplea como sustituto de glicerina, como químico anti-edad para suavizar y aclarar el tono de la piel.

La producción de ácido láctico ha aumentado considerablemente en los últimos años, debido a la gran gama de aplicación industrial del mismo.  Por ello, en la actualidad se buscan diversas maneras más económicas y eficientes para la producción del mismo, una de estas alternativas se ha encontrado en la fermentación de lactosuero utilizando Lactobacillus bulgaricus.

Explicación y procedimiento:

Se evaluó la  fermentación del suero desproteinizado con pH 4.5 suplementado con  de extracto de levadura,  de peptona tripsina de caseína y  de Tween 80. En condiciones de 42°C y a 100 rpm de agitación con 3 concentraciones diferentes de lactosa: (L1),  (L2) y  (L3). [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Se ajustaron los datos experimentales obtenidos en las fermentaciones para la producción de biomasa (Modelo logístico), producción de ácido láctico (ecuación de Luedekin y Piret) y consumo de sustrato (ecuación de Pirt); teniendo los siguientes modelos para resolver. [pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13][pic 14]

Soluciones: Debido a los resultados obtenidos en el consumo de sustrato, se recomienda un sistema fermentativo semi abierto que permita el aumento de sustrato y la salida de producto para así evitar que el producto se diluya y la muerte celular por falta de sustrato.

Conclusiones: Después de aplicar las ecuaciones a los datos experimentales se concluye que la concentración inicial de lactosa de  la cual obtuvo un valor de µmax = 0.884 h-1  que resultó en una biomasa de 37.0310 , en la producción de ácido láctico se obtuvieron los siguientes coeficientes = -1.348x10-2  y = 1.29x10-2, con una producción neta de 1.7629  del ácido y un mejor consumo de sustrato (lactosa) requiriendo 292.6566  más del mismo. [pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

Bibliografía

García, M. d., Díaz, F., & Fernández, S. (2010). Planta de producción de ácido láctico . Obtenido de Universidad Autónoma de Barcelona: https://ddd.uab.cat/pub/trerecpro/2010/hdl_2072_151816/PFC_ProduccionAcidoLactico01A.pdf

...