La industria láctea “Del Vecchio” utiliza Lactobacillus casei para producir proteína
Enviado por Diana Mendoza • 2 de Agosto de 2016 • Ensayos • 784 Palabras (4 Páginas) • 275 Visitas
ASIGNACIÓN DE BIOPROCESOS
Presentado por:
DIANA LINETH MENDOZA CAÑAS COD: 2101318
Grupo:
D2
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
BIOPROCESOS
AÑO 2015
PROBLEMA DE ESTUDIO
La industria láctea “Del Vecchio” utiliza Lactobacillus casei para producir proteína a partir de lactosuero subproducto de la fabricación del queso. Estudios anteriores revelan los siguientes parámetros cinéticos: Yxs= 0.41 g/g; Ks=0,7 mg/l y µmax= 0.44 h-1. El medio de cultivo contiene 5% (peso/volumen) de lactosuero. Se desea alcanzar una conversión de sustrato del 95%. El reactor tiene la facilidad de operar de forma continua como discontinua. Si opera en discontinuo, se requiere utilizar un inóculo de 0,05% (peso/volumen) y el tiempo de parada entre operaciones es de 25 h. Si opera de manera continua se considera normal un tiempo de parada de 15 días por año.
El jefe de producción de la planta le solicita un informe donde se presente una comparación de la producción anual de biomasa en el reactor operando en forma continua Vs operación discontinua. Justifique su respuesta, describiendo paso a paso los cálculos que realice y las suposiciones que haga.
ÁNALISIS DEL PROBLEMA
PROCESO DISCONTINUO
El bioreactor no posee alimentación o descarga; se carga el contenido del bioreactor con el medio de cultivo () y luego se inocula con el cultivo () y se deja crecer hasta obtener el producto (). Después de un tiempo, se descarga el contenido del reactor. [pic 2][pic 3][pic 4]
Para el caso en estudio:
Requiere un inoculo de [pic 5]
El medio de cultivo contiene de lactosuero (sustrato)[pic 6]
Se desea alcanzar una conversión de sustrato del 95%
No hay entradas ni salidas del sistema
[pic 7]
[pic 8]
Suposiciones:
- Como el interés es evaluar la producción de biomasa, se parte de la suposición de que no se produce proteína.
- Se toma la fase exponencial del crecimiento, dado que en esta etapa es donde se produce el mayor crecimiento de la biomasa, para esto se cumple que y es substituida por .[pic 9][pic 10][pic 11]
Balance de biomasa
[pic 12]
Integrando
[pic 13]
Balance de sustrato
[pic 14]
Integrando
[pic 15]
De (2) despejamos el [pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
De (1) encontramos [pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
Para encontrar la producción anual:
[pic 22]
El tiempo de parada entre operaciones es y el tiempo de reacción es . Entonces el tiempo que demora entre cada reacción es [pic 23][pic 24][pic 25]
[pic 26]
En cada tanda se produce , entonces la producción anual de biomasa es:[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
PROCESO CONTINÚO
El bioreactor debe cargarse previamente con el inóculo del cultivo y luego de que este crece lo suficiente, alimentar el sistema con medio fresco a un caudal F1 y lavar el producto por un rebalse a un caudal F2, de modo que, el volumen se mantenga constante, el tiempo que dure el bioproceso. El caudal de salida F contiene células vivas (), medio de cultivo con algún sustrato () parcialmente agotado () y posiblemente algún producto (). Al alimentar con medio fresco () el caudal de entrada (F1), la biomasa () y el producto () serán iguales a cero para las condiciones de entrada. Por lo tanto, sólo se deberá considerar la concentración de sustrato limitante del crecimiento () en la alimentación.[pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37]
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