PRACTICA 2. OBTENCIÓN DE LOS MODELOS CINÉTICOS DE CRECIMIENTO Y CONSUMO DE SUSTRATO
Enviado por Fernanda Domínguez • 13 de Octubre de 2021 • Informes • 2.064 Palabras (9 Páginas) • 588 Visitas
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
Ingeniería Bioquímica
PRACTICA 2. OBTENCIÓN DE LOS MODELOS CINÉTICOS DE CRECIMIENTO Y CONSUMO DE SUSTRATO[pic 3][pic 4]
Laboratorio de Ingeniería de biorreacción
Grupo: 6IV1 Equipo: 3
Alumnos: Domínguez Martínez María Fernanda
García Ortiz Alexandra Daniela
Garcia Rivas Fernando Daniel
Islas Saldivar Guillermo Alejandro
Hernández Juan Salvador
Martínez Rodríguez Allanys Snea
Profesora: Maria Luisa Alvarado Gutierrez
Fecha de entrega: 29/09/2021
Introducción |
La definición de modelo cinético para la descripción de un proceso microbiano es la siguiente: correlación verbal o matemática entre velocidades y concentración de reactantes/productos, los cuales son insertados en balances de materia y permiten la predicción del grado de conversión de sustratos y el rendimiento de productos individuales en otras condiciones de operación.
La complejidad de los modelos cinéticos para describir el cambio producido dentro de la célula durante una transformación microbiana puede ser muy amplia. Se han propuesto numerosos modelos cinéticos.
Los parámetros cinéticos de crecimiento microbiano son las herramientas básicas para escalar los procesos biotecnológicos evaluados en laboratorio, puesto que permiten predecir el desarrollo de la fermentación y evaluar los rendimientos y las productividades en los procesos. Los más importantes son: La velocidad específica máxima de crecimiento (μmax), la constante de afinidad por el sustrato (Ks) y los coeficientes de rendimiento (Yxs, Yxp, etc). Un efecto positivo sobre los parámetros cinéticos de crecimiento, permitiría disminuir los tiempos y aumentar los rendimientos y las productividades de procesos industriales como, la producción de cerveza, vino, lácteos fermentados y un sin número de procesos biotecnológicos tanto de la industria alimentaría como farmacéutica.
Monod en 1942 desarrolló una ecuación muy simple para representar los procesos biológicos que funciona en general muy bien. Para ello asumió que si bien pueden existir muchos sustratos, uno de ellos será el limitante. En este modelo se asume que la producción de biomasa depende exclusivamente de la concentración de este sustrato limitante.[pic 5]
Un dispositivo de laboratorio muy usado es el quimiostato, el que es básicamente un reactor tanque agitado continuo. La relación de dilución elegida es igual a la velocidad de crecimiento específica, Si el coeficiente de dilución se aumenta en forma excesiva el medio de cultivo "se lava" y la concentración de células a la salida del reactor cae a 0. Existe un valor óptimo de D que permite operar el reactor con una alta velocidad de crecimiento.
Objetivos |
- Determinar por medio de una cepa de Candida Utilis Y-900, las constantes cinéticas y parámetros del consumo de sustrato usando glucosa.
- Obtener los parámetros fisiológicos del microorganismo en un cultivo continuo.
- Determinar la velocidad de dilución en la cual se lleva a cabo la mayor productividad.
Resultados |
Tabla 1. Resultados experimentales
F (mL/h) | V (L) | D (1/h) | Peso membrana (mg) | Alícuota (mL) | Peso membrana + Cel (mg) | X (g cel/L) | Alícuota (𝜇L) | Abs muestra | Abs control | Conc control (g/L) | S (g/L) |
120 | 1 | 0.12 | 23.2 | 5 | 28.7 | 1.1 | 200 | 0.045 | 0.14 | 0.2 | 0.064 |
170 | 1 | 0.17 | 22.5 | 5 | 27.85 | 1.07 | 200 | 0.085 | 0.139 | 0.2 | 0.122 |
200 | 1 | 0.20 | - | - | - | 1.03 | - | - | - | 0.2 | 0.18 |
280 | 1 | 0.28 | - | - | - | 0.98 | - | - | - | 0.2 | 0.28 |
Memoria de cálculo
Para el cálculo de D ()[pic 6]
Se considera que V = 1 L = 1000 mL en [pic 7]
En el flujo ; [pic 8][pic 9][pic 10]
Para el cálculo de X ()[pic 11]
[pic 12]
Peso de la membrana + cel = 28.7 mg; y por lo tanto 0.0287 g
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