CINETICA DE CULTIVO CULTIVO CELULAR POR P OR LOTES CONSUMO DE SUSTRA SUSTRATO TO Determinación de la cinética de consumo de la fuente de carbono. A continuación se darán a conocer los datos obtenidos en todo el desa desarr rrol ollo lo de la leva levadu dura ra Kluyve Kluyverom romyce yces s Marxia Marxianus nus NRRL NRRL Y –
77!. "#$M%#& Biomasa
N°
Hora
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
08:45 10:45 12:45 14:45 16:45 18:45 20:45 08:45 10:45 12:45 14:45
=1.75 X g/ L
( g / L )
Tiempo (h) 0 2 4 6 8 10 12 24 26 28 30
ABS(64 !m) 0.368 0.924 0.860 0.598 0.747 0.698 0.635 0.339 0.373 0.327 0.412
"(#$L) 0.21 0.53 1.97 3.42 4.27 5.98 7.26 7.75 8.53 7.47 9.42
FIGURA 1: Figura Figura N°1. Cinética ! Cr!ci"i!nt# Cr!ci"i!nt# ! $a %!&aura '$u(&!r#"(c!) *ar+ianu) NRR% , - 7571
10 9 8 7
FA/
6 " (#$L)
5 4 3 2 1
FA/ /
0 0
5
10
15
20
25
30
35
Tiemp Tiempo o (hora%)
INTERPRETACI&N DE 'RICA* Al evaluar la cinética de crecimiento de microorganismo microorganismo se llegó a determinar que en transcurso de un tiempo 11.35 h se alcanzó la fase estacionaria estacionaria entonces arbitrariamente tomamos los 23 del tiempo teniendo en cuenta cuenta que se
su compor comporta tamie miento nto en este este period periodo o la ferment fermentac ación ión
estab estaba a en plena plena fase fase logar logar!tm !tmica ica de creci crecimie miento nto micro microbia biano no"" este este es el punto de partida para el inicio del cultivo en el quimiostato e iniciar as! la puesta en marcha dándole un tiempo apro#imado apro#imado de dos horas para que dichas células se adapten al medio. $e esta manera se realizó un dise%o previo de un medio de&nido usando como fuente de carbona al e#tracto de 'acon ' como fuente de nitrógeno a la levadura ' con la adición de sales. (ste medio tubo una concentración concentración de 2).2gl de e#tracto de 'acon para un volum volumen en de *.1 *.1 litro litros" s" aument aumentand ando o progre progresiv sivam ament ente e para para cada cada estado estado estacionario el +u,o de alimentación en este caso en el gra&co n- 1 se puede observar observar que la curva de concentración celular que conforme se va aument aumentand ando o la veloc velocida idad d de diluci dilución ón in+u in+uenc enciad iado o por el +u,o/ +u,o/ ha' una redu reducc cció ión n en la conc concen entr trac ació ión n celu celula larr ocur ocurri rien endo do lo cont contra rari rio o con con la conc concen entr trac ació ión n de sust sustra rato to que que va de mane manera ra
asce ascend nden ente te"" es deci decirr"
conforme aumentamos la velocidad de dilución aumenta progresivamente la concentración de sustrato en el medio es aqu! antes del cuarto punto del estad estado o estaci estaciona onario rio"" estos estos result resultado ados s se viero vieron n in+uen in+uencia ciados dos de ciert cierta a manera por los imprevistos de la practica
(l medio de cultivo debe aportar todos los elementos necesarios para las s!ntesis celulares ' para cubrir las necesidades energéticas de las levaduras. 0a presencia de una concentración elevada de e#tracto de levadura ' la inclusión de factores temperatura ' agitación/ de crecimiento en el medio de cultivo favorecieron el crecimiento de lu'verom'ces ar#ianus 440 6 7571. 8robablemente el incremento del crecimiento fue por la inclusión de estos factores fue debido a que la fructosa es un monosacárido ' es fácil para la levadura aprovechar la fuente de carbono que esta molécula pose
/n $a gura )! u!!n i)tinguir tr!) #na): 'ase de latencia. /n !)ta a)! !$ "icr##rgani)"# )#"!ti# a un cr!ci"i!nt# r!&i# !n un incu$# )! aata a $a) c#nici#n!) !$ ca$# ! !r"!ntacin. ;<)ica"!nt! !) un !ri## ! a=u)t! "!ta>$ic#. /$ cr!ci"i!nt# !) >a=# ( r
i# a $a tran)!r!ncia !$ "icr##rgani)"# !$ incu$# a$ nu!&# "!i# é)t! u!! &!r)! a!cta# #r ca">i#) !n !$ ? au"!nt# !n !$ )u"ini)tr# ! nutri!nt!) ( !)c!n)# !n $#) in@i>i#r!) ! cr!ci"i!nt# 'ase ex(onencial . /)ta a)! !) $a "<) i"#rtant! ara !$ r#c!)# (a u! $a "a(#r art! !$ !tan#$ )! r#uc! !n !)t! !ri##. !!n! arcia$"!nt! ! $a c#nc!ntracin inicia$ !$ )u)trat# ( $a cantia ! !tan#$ a r#ucir !)t< c#nici#naa #r $a uracin ! !)ta a)!. /$ ti!"# !n !)ta a)! ur# 9 @#ra). 'ase estacionaria. /n !)t! unt# )! !ti!n! !$ cr!ci"i!nt# !>i# a$ ag#ta"i!nt# ! $#) nutri!nt!) !n !$ ca$# ! !r"!ntacin a)B c#"# a$ !!ct# in@i>i#r u! r#&#ca $a c#nc!ntracin ! !tan#$ !n !$ "!i#. %a "a)a ! $#) "icr##rgani)"#) !r"an!c! c#n)tant! !n !)ta a)! #r !$ !ui$i>ri# u! )! a !ntr! $#) u! !r"an!c!n &i&#) ( $#) "u!rt#). No se (udo determinar la fase de muerte o decaimiento ya )ue se (aró la fermentación (or motivos de tiem(o.
*n la tabla +! se muestra los valores e#perimentales del crecimiento en función al tiempo de fermentación ' en la 9ig. *1
se observó que el
crecimiento celular se realizó rápidamente" esto probablemente ocurrió por
la fuente de carbono utilizada" el (:;4A<;= $( A<=" entonces e#iste un ahorro de energ!a" lo que demuestra que la levadura reconoció fácilmente al medio.
(l crecimiento microbiano de la Kluyveromyces Marxianus NRRL Y,77! se dio debido a que utilizamos fructosa como fuente de carbono ' una alta concentración de e#tracto de levadura" entre los demás nutrientes ' sales. 0os compuestos carbonados son utilizados por las levaduras a la vez como fuente de energ!a ' como fuente de carbono.
DISCUSIONES* /$ nitrg!n# !) cuantitati&a"!nt! !$ )!gun# c#n)titu(!nt! a#rta# #r !$ "!i# ! cu$ti&#. /) uti$ia# #r $a) cé$u$a) !n $#) a"in#r! t## !$ )u$at# a"nic# "!=#r c#"u!)t# u!) a#rta a$ "i)"# ti!"# !$ aur! n!c!)ari# ara $a )Bnt!)i) ! ci!rt#) a"in#)trat#) ara "uc@#) "icr##rgani)"#). #n r#uct#) a artir ! $a $!&aura ! ana!rBa "!iant! aut#$i)i) a 50 - 55C.
/$ !+tract# ! $!&aura c#nti!n! a"in#$!) !n agua ( car>#@irat#). -%L2 !3436 %a t!"!ratura c#rri!nt! ! cu$ti&# ! $a) $!&aura) )! )itDa !ntr! 25 ( 30C u! !r"it! !!cti&a"!nt! !$ cr!ci"i!nt# ! $a "a(#r art! ! $a) $!&aura). in !">arg# !)ta) t!"!ratura) n# )#n r!gu$aa) a $a) t!"!ratura) ti"a) ! cr!ci"i!nt# u! $a) $!&aura) u! )! !ncu!ntran !n )u @<>itat natura$. i!n# $a "!">rana cit#$a)"a=a t!"!ratura. -$L8%N y 9R0NL* !34+6.
$e acuerdo la composición del medio de cultivo se observa que el crecimiento de la Kluyveromyces Marxianus NRRL Y,77! es óptimo lo cual demuestra que el medio es propicio para el desarrollo del cultivo ' cumple con los requerimientos m!nimos que necesita las células para crecer.
DETERMINACI&N DEL +M" DEL MICROOR'ANISMO KL"Y/*R%MY:*# M$R;0$N"# NRRL Y – 77! EN UN CULTIVO POR LOTE CON RUCTUOSA COMO UENTE DE CARBONO A=u)tan# nu!)tr#) unt#) r!c#n#ci"#) $a #na ! a)! !+#n!ncia$ !n !$ cua$ )! tu&# un "<+i"# cr!ci"i!nt# c!$u$ar ! $a) $!&aura) Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77!.
i!"# E@ 0 2 4
$nE++# 0 0.92062913 2.23514381
6 8
2.78809291 3.01056734
8abla <& :recimiento de las levaduras Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77!.
a>!"#) u! $a cinética ! cr!ci"i!nt# "icr#>ian# !)t< a# "at!"
dx =µ . x dt
dx = µ.dt x
INTE'RANDO* ln
xf )= µ .t xo
(
=>ura <. ra=ca Ln-;?;o6 vs 8-@6
%NE# &) E@ 3.5
E+ H 0.39+ 0.21 RJ H 0.94
3 2.5 2
%nEG#F
$nE+G+#F
1.5
%in!ar E$nE+G+#FF
1 0.5 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
E@F
/nt#nc!) t!nr!"#) u!: CINKICA / CR/CI*I/N *ICR;IAN dx =µ . x dt
dx = µ.dt x
IN/GRAN: xf )= µ .t ln (
y =0.3944 x + 0.2132
xo
Lmáx=0.3944 h-1 /nt#nc!):
tH $n E20.3944H1.76@
INTERPRETACION DE 'RAICA , RESULTADOS OBTENIDOS* (n la tabla *2 ' &g. *2 se observa que la cinética de consumo del (#tracto de acon se encuentra en función a la velocidad de crecimiento de la
Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77! " probablemente debido a que la fuente de carbono es destinado a la formación de productos ' a la manutención de las células por esta razón el crecimiento se ve afectado ' solo se observa un crecimiento má#imo de 1.51) gl estando el medio de cultivo dise%ado para 2 gl> esto se debió a la buena fuente de nutrientes. Asimismo" se observó que el crecimiento celular aumento debido al e#tracto de levadura como fuente de aminoácidos" favoreció a que no e#ista una fase de latencia tan prolongada ' as! obtener una curva de crecimiento más notoria ' pronunciada
;eóricamente" el ?lu'verom'ces mar#ianus presenta un @ *.BC hD1 pero como se puede notar el @ calculado prácticamente" es mucho menor que el teórico debido a que obtuvimos @*.3EBB hD1" esto debido a que inicialmente se tuvieron todas las condiciones favorables" para su crecimiento" motivo por el cual" no se tuvo una fase
de latencia prolongada" pero con el pasar de las horas"
posiblemente la levaduras ha'a comenzado a sintetizar el etanol" por lo que su velocidad de crecimiento disminu'o" asimismo por la e#pulsión del <=2" producto de la fermentación el cual no es removido.
Folo unas pocas 2G/ son psicró&las con una temperatura má#ima de crecimiento por deba,o de 2B-<" pero ma'or es el nHmero de las levaduras que tienen la temperatura óptima de crecimiento por deba,o de 2*-<. o ha' levaduras que puedan crecer a 5*-< ' solamente unas pocas pueden desarrollar cerca de *-<" entre las que se
encuentran
arroIia
8ichiamembranaefaciens.
lipol'tica"
$ebar'om'ces
hansenii
'
8or otra parte" lu'verom'ces mar#ianus crece a BC-< (n general"la presencia de etanol o bicarbonato aumenta la temperatura m!nima de crecimiento -DéaA B Ceuc@at !336.
DISCUSIONES* a">ién "!nci#n!"#) a caa un# ! $#) nutri!nt!) c#"# !$ )#r# )! @a(a inc$ui# !n $#) ién !n #r"a ! #$B"!r#) $in!a$!) ! #$i#)at# u! =u!gan un a!$ i"#rtant! !n $a r!gu$acin !$ "!ta>#$i)"# c!$u$ar. (-ULAEV . VA'ABOV /012)3
%a c#nc!ntracin !n i#n!) #)at#) E
r!gu$a $a )Bnt!)i) ! $#) $Bi#) (
$#) g$Dci#).
/$ #)#r# !) a)i"i$a# #r $a cé$u$a !n #r"a ! i#n!)
#rt##)at# E
$a) u!nt!) ! #)#r# !n !$ "!i# ! cu$ti&# !>!n
!)tar c#n)tituia) #r !$ i@ir#g!n##)at# ! #ta)i# E @ir#g!n##)at# i)ic# E
# #r !$
. /n c#nicin $i"itant! ! #)#r# !n
!$ "!i# $a cé$u$a )int!tia una #)ata)a acia E#)#"#n#!)t!r!)a $#ca$iaa !n $a ar! u! $i>!ra #)#r# a artir ! $#) !)t!r!) #)ric#) -#:E"RR y Y$0L2 !37!6.
/% 60M !$ aur! !)t< inc#r#ra# !n $a) r#t!Bna). /$ 5M !)t< !n #r"a ! )u$at# in#rgr! !$ r!)t# !)t< !n #r"a ! !n$ac! i)u$ur# ( !n a"in#r!). /$ aur! !)ta igua$"!nt! r!)!nt! !n a$guna) &ita"ina). %a u!nt! ! aur! "<) r!cu!nt!"!nt! uti$iaa !n $#) "!i#) ! cu$ti&# !) !$ )u$at# a"nic#. -9$RRY y col2 !376.
/$ #ta)i# !) !$ !$!"!nt# "in!ra$ cua$itati&a"!nt! "<) i"#rtant! !n $a $!&aura. i!n! a!$!) )i#$gic#) i"#rtant!):
Catin r!gu$a#r: #r caa !n!tracin ! un catin "!t<$ic#
i&a$!nt!
@a(
!+cr!cin
!
2'
-'"ERM$NN
y
R%8E#8*0N2 !346.
A ? aci# !$ #ta)i# !)ti"u$a $a !r"!ntacin ( $a
r!)iracin -9*N$2 !34+6. ActDa c#"# !!ct#r ! nu"!r#)a) !ni"a): iru&at# uina)a
a$#$a)a a$!@B# !)@ir#g!na)a ( !r"!a)a EAa)a -M$0%R*LL$ Y col. !3456.
Int!r&i!n! !n $a !)tructura ! $#) ARN. /$ "agn!)i# !) n!c!)ari# ara !$ >u!n unci#na"i!nt# ! un c!nt!nar ! !ni"a) !$ "!ta>#$i)"# =u!ga !$ a!$:
! acti&a#r ! $a) !ni"a) g$ic#$itica). ! !)ti"a#r ! $a )Bnt!)i) ! $#) rana). articia c#n !$ #ta)i# !n $a !n!tracin !$ #)at#. DETERMINACIÓN DE AZÚCARES REDUCTORES (FRUCTUOSA): MÉTODO DEL DNS (ÁCIDO DINITROSALICÍLICO)
A c#ntinuacin )! art!ni#) !n !$ c#n)u"# ! )u)trat# #r art! ! $a $!&aura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77! ara $a r#uccin /AN% uti$ian# c#"# u!nt! ! car>#n# a $a /RAC / ,ACN. 8abla F. /alores obtenidos de :onsumo de sustrato a través del método de DN#
I/*
U;
A;R;AN FACR / CIA I%UCIN
CNC/NRACI N
0
1
1.125
1.20
1.877411843
2
2
0.727
1.20
1.215402528
E g% 37.5482 369 24.3080 506
4
3
0.453
1.20
0.759647372
6
4
0.01
1.20
0.022787758
8
5
0.02
1.20
0.039421158
10
6
0.026
1.20
0.049401198
12
7
0.073
1.50
0.127578177
14
8
0.127
1.50
0.217398536
16
9
0.12
1.50
0.205755156
18
10
0.034
1.50
0.062707917
20
11
0.078
1.50
0.135894877
15.1929 474 0.45575 516 0.78842 315 0.98802 395 0.63789 088 1.08699 268 1.02877 578 0.31353 959 0.67947 438
'i>ura F. ra=ca de consumo de sustrato (or (arte de la levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77! ex(resado como aGucares reductores en función del tiem(o.
CONSUMO DE SUSTRATO 40 30 S4%5ra5o(#$6) 20 10 0 0
5
10
15
20
25
T(h)
/n $a gura 3 )! u!! &!r !$ c#n)u"# ! )u)trat# !n !$ "!i# ! !r"!ntacin u! c#"!n r<ia"!nt! "#ti&# #r !$ cua$ ant!ri#r"!nt! )! #>)!r& una in)ignicant! a)! ! $at!ncia. O!"#) u! !$ "icr##rgani)"# "!ta>#$i r<ia"!nt! a$ )u)trat# !)t# !n art! )! !>i a $a) >u!na) c#nici#n!)
inicia$!) u! )! tu&# ta$!) c#"# !$ ?ti"# t!"!ratura >u!na air!acin ( #r )u u!)t# un ric# "!i# ! cu$ti&#. !gDn Kosaric et al2 !3472 +3 r!!r! /n $a !r"!ntacin #r $#t!) )! cargan !n !$ r!act#r !$ ca$# ! !r"!ntacin E)u)trat# ( una )#$ucin !)t!ri$iaa r!&ia"!nt! in#cu$aa c#n $#)
"icr##rgani)"#). A $# $arg# ! $a !r"!ntacin )u!$! aPair)! a$g# ! #+Bg!n# E!n #r"a ! air! ag!nt! anti!)u"ant! a)!) ara c#ntr#$ar !$ ? nutri!nt!) E)i )! r!ui!r!n ( anti>itic#) a)i"i)"# )! aPa! incu$# r!)c# )i !) n!c!)ari#. %a c#n&!r)in ! aDcar!) !n un )i)t!"a #r $#t!) )i"$! !) ! 75Q95M !$ &a$#r t!ric# c#n una c#nc!ntracin na$ ! !tan#$ ! 10Q16M !n &#$u"!n. %a r#ucti&ia u)ua$ ! r#c!)#) #r $#t!) )i"$!) ( c#n&!nci#na$!) !) ! 1.8Q2.5 g ! !tan#$ #r $itr# !$ &#$u"!n !$ !r"!nta#r #r @#ra. 'i>ura 5. :recimiento de la masa celular
BIOMASA CELULAR 6 5
Zona de Crecimiento Exponencial de Masa Celular
4
OEg
3
Zona de Crecimiento Limitado de Masa Celular
2 1 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E@ 'i>ura . :recimiento ex(onencial de biomasa celular
CR/CI*I/N /N/NCIA / ;I*AA C/%U%AR 12 10 8
OEg
6 4 2 0
0
2
4
6
8
10
12
E@
=bservamos que en la zona e#ponencial se inició a partir de la primera hora ' termino en la hora 7" seguido a ello se dio el crecimiento estacionario. (l microorganismo" sometido a un crecimiento previo en un inóculo" se adapta a las condiciones del caldo de fermentación. Jásicamente es un periodo de a,uste metabólico.
'i>. :recimiento limitado de masa celular
CR/CI*I/N %I*IA / *AA C/%U%AR 40 35 30 25
OEgF 20 15 10 5 0 10
12
14
16
18
20
22
24
26
E@F
=bservamos que a partir de las horas 11 ha' un crecimiento limitado" debido a que se detiene el crecimiento" debido al agotamiento de los nutrientes en el caldo de fermentación" as! como al efecto inhibidor que provoca la concentración de etanol en el medio. 0a masa de los microorganismos permanece constante en esta fase" por el equilibrio que se da entre los que permanecen vivos ' los muertos.
:"R/$ D* C0%M$#$ Y #"#8R$8% :%N R*#9*:8% $L 80*M9% 50.00
40
45.00
35
40.00
30
35.00 30.00
25
OEgF 25.00 20.00
20
10
10.00
5
5.00 0
E gG%F
15
15.00
0.00
O
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
E@F
'i>. & *n este >ra=co se observa la relación inversamente (ro(orcional )ue (resenta el sustrato y la biomasa en función del tiem(o.
(n la presente gra&ca se puede observar la relación que e#istes entre el crecimiento microbiano ' el consumo de sustrato podemos observar que el microorganismo cuando consume más rápido el sustrato ah! se da el crecimiento e#ponencial. 0a concentración de sustrato en inversamente proporcional al tiempo ' a la biomasa" es decir que mientras el tiempo aumenta la concentración de sustrato disminu'e" por lo tanto tiene pendiente negativa. 0a concentración de biomasa es inversamente proporcional a la de sustrato debido a que conforme el tiempo avanza las levaduras de levadura Kluyveromyces Marxianus NRRL Y – 77! se van reproduciendo en su fase e#ponencial es decir a una ma'or velocidad. 0a producción de etanol en este caso no es deseada" es por ello que se realiza un cultivo por lote aireado. (l crecimiento e#ponencial depende parcialmente de la concentración inicial del sustrato limitante" esto implica que el cultivo pasa de un estado en el cual crece con e#ceso de sustrato a otro de carencia de sustrato" de manera que los periodos a velocidades menores que la má#ima no son su&cientemente largos para permitir al organismo a,ustar su estructura interna a las nuevas condiciones.
Ahora se observa un decaimiento en el consumo rápido del sustrato" en las B primeras horas" ahora pero se observa que el microorganismo sigue creciendo" esto se debe al e#tracto de levadura" una fuente rica en aminoácidos" vitaminas" minerales. Asimismo" vemos que se llevara a cabo a la producción de etanol la que también sirve de medio para esta levadura para producir otros ácidos" en otro proceso fermentativo.
#!"#) c#"r#>ar u! !n $#) r!)u$ta#) )i @a( un au"!nt# ! $a &!$#cia ! i$ucin E !nt#nc!) "!n#r )!r< $a c#nc!ntracin ! >i#"a)a #r c#n)igui!nt! t!nr!"#) una "a(#r c#nc!ntracin ! )acar#)a cuan# au"!nt!"#) $a &!$#cia ! i$ucin (a u! a$ #r"a)! "!n#) >i#"a)a c#n)u"iruientes biblio>rafHas&
0a productividad de biomasa de 1")1 g 0 K h en estado puro hidrolizado a pL B ' 3C M <" a una tasa de dilución de *"1 h D1" fue ma'or que el valor de 1"13 g 0 K h obtenido en el 5*G diluido en el hidrolizado (l mismo pL ' la temperatura" pero a una tasa de dilución de *"15 hD1. o substrato de carbono residual fue detectado en ninguna de las anteriores condiciones de cultivoN.
%tro autor nos menciona& S(n la 9igura se aprecia la disminución en la concentración de biomasa conforme aumenta el valor de la tasa de dilución" pasando de un valor inicial de 3"3 g0 para una tasa de dilución de cero" que corresponde a una operación del sistema en forma SbatchN" hasta una concentración de *"2 g0 para una tasa de dilución igual a *"5 hD 1.
8ara la Hltima tasa de dilución *"5 hD1/" la concentración de azHcares totales en el medio de cultivo se mantuvo apro#imadamente igual a la concentración del medio de cultivo fresco con que se alimenta el proceso" indicando que la operación del sistema continuo tuvo lugar con una tasa de dilución lo su&cientemente alta que provocó el lavado de células o producto" lo cual se debe evitar. 0a tasa má#ima de dilución" $ma#" con un valor de *"1E h61" se obtuvo grá&camente donde las curvas de concentración de biomasa ' sustrato en la 9igura 5" se interceptan. $e igual forma" la tasa de dilución cr!tica" $cri" corresponde al valor apro#imado de *"3* hD1" este valor tiene lugar donde la concentración de azHcares totales en el medio de cultivo comienza a mantener un valor constante ' similar a la concentración de azHcares totales del medio de cultivo fresco" además" se da inicio al lavado de células. Ambos parámetros son posibles de conocer a partir de los resultados cinéticos obtenidos previamenteN. (valuación de parámetros cinéticos para la Facharom'ces cerevisiae utilizando agua de coco como sustrato. =scar 4am!rez Fánchez/.
DISCUSIONES* !. #e>InJ 9auline M. DoranJ libro (rinci(ios de in>enierHa de los bio(rocesos2 "niversyity of Ne #out@ ales #ydney. $ustralia ca(Htulo 7 (a>. !! – !<&
tr# i)#)iti&# ara "!=#rar $a "!c$a !n un r!act#r c#n)i)t! !n c#$#car &ari#) r#!t!) aunu! !)t# #>&ia"!nt! r!ui!r! un au"!nt# ! #t!ncia $#) >i#rr!act#r!) tBic#) uti$ia#) ara cu$ti&# a!r#>i# )#n r!cii!nt!)
ci$Bnric#)
a$arga#)
c#n
a$tura)
!
$Bui#
)ignicati&a"!nt! )u!ri#r!) a$ i<"!tr# !$ tanu!. /)t! i)!P# r#uc! una "a(#r r!)in @ir#)t
!r"it! un "a(#r ti!"# ! c#ntact# ! $a) >ur>u=a) ! air! c#n !$ $Bui# c#n#r"! a)ci!n!. ara a$canar una "!c$a !!cti&a !n $#) !r"!nta#r!) a$arga#) !) n!c!)ari# c#$#car "<) ! un r#!t!. *n la (rctica el reactor con el cual trabaamos conto con tres rodetes lo )ue nos indica )ue @ubo una meGcla efectiva adecuada con un aumento si>ni=cativo de la (resión @idrosttica.
73 #e>InJ MuA@o(ad@yay2#.N and 8.K. @ose -!376 $ sim(le dynamic
met@od
of
A L a
determinatieon
in
laboratory
fermenter.12'erment.8ec@nol.525+,5!3& %#) $Bui#) ( cé$u$a)
atraa#) !n $a !)u"a r!r!)!ntan una éria ! &#$u"!n !$ >i#rr!act#r (a u! #)i>$!"!nt! $a) c#nici#n!) a$$B !+i)t!nt!) )#n !)a&#ra>$!) ara $a acti&ia "!ta>$ica. A!"<) $a) cé$u$a) rarg# $#) ag!nt!) anti!)u"ant!) a!ctan a $a )u!rci! uB"ica ! $a) >ur>u=a) ( )u t!n!ncia a c#n&a$!c!r #r $# u! r!)!ntan un "arca# !!ct# )#>r! S%a. *n la (rctica La formación de es(uma causa in=nidad de (roblemas de o(eración (or lo )ue el control de la misma es un (armetro im(ortante en el diseo de los fermentadores no fue necesaria la adición de un a>ente anties(umante ya )ue en el reactor al actuar en conunto el aire y la a>itación se >enerarHa es(uma2
(ero esto no fue observado (or lo cual no @ubo
cambios sobre el A La.
23 #e>InJ #e>InJ 9auline M. DoranJ libro (rinci(ios de in>enierHa de los bio(rocesos2 "niversyity of Ne #out@ ales #ydney. :a(itu(ulo $ustralia ca(Htulo !F (a>. ur>u=a) u!
)! #r"an !n !$ iu)#r g!n!ra$"!nt! )#n ! un ta"aP# r!$ati&a"!nt! uni#r"! ( u! !!n! !$ ti# ! iu)#r uti$ia#. /$ int!r&a$# ! ta"aP# r#uci# !) un ar<"!tr# i"#rtant! !n !$ i)!P# ! $#) !r"!nta#r!) agita#) #r air! c#"# $#) >ur>u=!ant!) ( ! c#$u"na) ! air! a)c!n!nt! (a u! !n !)t! ti# ! r!act#r!) n# !+i)t! #tr# "!cani)"# ! i)!r)in ! >ur>u=a). in !">arg# !n $#) r!act#r!)
agita#) !$ i)!P# !$ iu)#r ( !$ "!cani)"# ! #r"acin ! $a) >ur>u=a) )#n ! "!n#r i"#rtancia !n c#"araci#n!) c#n $#) !!ct#) !$ r#!t! *sto se (udo observar en la (rctica ya )ue no @ubo formación de burbuas
en el reactor a>itado )ue utiliGamos
y nuestros
resultados relativamente exactos (odemos concluir se>In la literatura conse>uida )ue la formación de las burbuas en el reactor es de menor im(ortancia en com(aración con los efectos del rodete. 5. #e>InJ 9auline M. DoranJ libro (rinci(ios de in>enierHa de los bio(rocesos2 "niversyity of Ne #out@ ales #ydney. $ustralia ca(Htulo !F (a>. F3 , F3&
/$ "!i# $Bui# )! !)t!ri$ia !n !$ r!act#r #n! )! &a a r!a$iar $a #!racin !n i)c#ntinu#. /$ $Bui# )! ca$i!nta @a)ta $a t!"!ratura ! !)t!ri$iacin intr#uci!n# &a#r !n $#) )!r!ntin!) # !n $a ca"i)a !$ r!act#r. tra #)i>i$ia c#n)i)t! !n intr#ucir !$ &a#r ir!cta"!nt! !n !$ r!act#r # ca$!ntar !$ r!cii!nt! uti$ian# !n!rgBa !$éctrica. i )! uti$ia $a in(!ccin ir!cta ! &a#r !>! t!n!r)! !n cu!nta $a #)i>i$ia ! i$ucin !$ "!i# !>i# a $a c#n!n)acin !$ &a#r $a cua$ u!! r!r!)!ntar !ntr! !$ 10Q20M !$ &#$u"!n !$ $Bui#. *sto se (udo demostrar en la (rctica realiGada ya )ue tuvimos )ue calentar (rimero el reactor y se>In la teorHa esto fue una manera asé(tica de trabao (reviamente se esteriliGo con aire caliente.
83 Se#9!: O;e! P3 /010* /$ r#c!)# ! !r"!ntacin inu)tria$ a!r#>i# !>! i)#n!r ! un )i)t!"a ! air!acin ( "!c$a# !$ cu$ti&#. /$ r!act#r ! ti# tanu! c#n agitacin c#n&!nci#na$ inc$u(! un )i)t!"a ! agitacin "!ci#r!act#r!) ! $at#) ERu)@t#n !)tina) ! i)c#) $#ca$iaa) a $# $arg# !$ !=! ( c#n i"!n)i#n!) c#ntr#$aa) ara c#n)!guir un >u!n "!c$a#
( una >u!na i)!r)in atr!&!) !$ "!i#. A!"<) i)#n! ! &ari#) !T!ct#r!) cu(a anc@ura r!r!)!nta !$ 10M !$ i<"!tr# !$ r!cii!nt! $#ca$ia# a $# $arg# !$ !rB"!tr# !$ r!act#r c#n #>=!t# ! incr!"!ntar $a tur>u$!ncia. /$ air! !)téri$ )! intr#uc! #r $a >a)! !$ tanu! n#r"a$"!nt! #r un ani$$# u$&!ria#r ( !) i)!r)a# !ca"!nt! a tra&é) !$ "!i# #r $a agitacin. %a g!#"!trBa ! $#) !r"!nta#r!) air!a#) !>! i)!Par)! ! #r"a u! )! aci$it! $a !cacia !$ int!rca">i# ga)!#)# $a) caract!rB)tica) na$!) !>!n t!n!r !n cu!nta $#) !n"!n#) ! tran)#rt! u! !+i)t!n !n $#) r#c!)#) >i#$gic#)
63 e>InJ %en 9. ard2 !343& %a &!$#cia ! tran)!r!ncia ! "a)a !ntr! $a) a)!) $iuia) ( ga)!#)a !)t< u!rt!"!nt! inTu!nciaa #r $a )#$u>i$ia !$ ga) !n $a a)! $iuia. /$ #+Bg!n# !) #c# )#$u>$! !n )#$uci#n!) acu#)a) ( !n c#n)!cu!ncia !n "uc@#) r#c!)#) ! !r"!ntacin a!r#>i#) !$ )u"ini)tr#
! #+Bg!n# !) !$ act#r crucia$
!t!r"inant! ! $a) &!$#cia!) "!ta>$ica) #r $a u! $a tran)!r!ncia ! "a)a !$ #+Bg!n# ti!n! un a!$ i"#rtant! !n !$ i)!P# !$ !r"!nta#r. ?3
#e>InJ %en 9. ard2 !343& %a tran)!r!ncia ! #+Bg!n# a $a cé$u$a
urant! $a air!acin !$ !r"!nta#r i"$ica $a tran)!r!ncia ! #+ig!n# !)! $a) >ur>u=a) ! air! a $a )#$ucin $a tran)!r!ncia ! #+Bg!n# a tra&é) !$ "!i# a $a cé$u$a ( na$"!nt! $a a>)#rcin !$ #+Bg!n# #r $a cé$u$a.
13 #e>InJ %en 9. ard2 !343& urant! !$ cr!ci"i!nt# ( "!ta>#$i)"# "icr#>ian#) ti!n! $ugar ! #r"a c#ntinua $a tran)!r!ncia ! nutri!nt!) ( "!ta>#$it#) !ntr! !$ "!i# a">i!nt! !+t!rn# ( $a cé$u$a. /n !)t! int!rca">i# caa nutri!nt! # "!ta>#$it# !+!ri"!nta i&!r)a) a)!) ui!n# !nc#ntrar)! !n #r"a ! )$i# $Bui# # ga). /n $#) r#c!)#) ! !r"!ntacin c#n&!nci#na$!) $a !"ana "icr#>iana ! )u>)trat#) i)tint# a$ #+ig!n# !) cu>i!rta u)ua$"!nt! )in icu$ta u!)t# u! !)t#) )#n )u"ini)tra#) !n !+c!)# !n )#$ucin !n !$ "!i#.
CALCULOS PARA LAS DIERENTES ORMULAS* Da5o%* Y ;?#O+.57 >?> PmO+.F3@,! /oO+.!L /fO!.F L tO @.
De5ermi!a!=o e @o =e aime!5ai!* V =V + Ft 0
V f −¿ V
0
t F =¿
=
F
1.3
−0 . 1 8
F =0 . 16 L / h
•
ia!=o a !io!ai=a= =e a orrie!5e =e aime!5ai!* F ( F Haa!=o S* at#): 0H1.8g$ E)! a)u"! !)t! &a$#r #r )!r C% !n "atra 00 Ecuan# !"i!a !$ C%A )! a)u"! u! ca)i t## !$ nutri!nt! @a )i# c#n)u"i# !n !$ C% FH 0.16 $@ Eat# !$ !ui# ;i#r!act#r
L"H0.39@Q1 ,H0.47 gg O0H0.1% E&#$u"!n ! "!i# ! F!r"!ntaci#n1 O H 1.3 %
E&#$u"!n ! "!i# ! F!r"!ntacin
A$i"!ntacin tHVV
Haa!=o 5iempo* O HO0FWt tH EOQO#F tH E1.3Q0.10.16 tH8@ R!!"$aan# at#) !n $a r"u$a ! i!"# ! ran)icin: ttran)ici#nH82 H4 @ 0WO0W! L"tHFWFW,Wt 0WO0W,0WO0 μ M t T
− S V Y x / s− X V
X 0 V 0 e
S F =
=
S F
0
0
0
0
F .Y X /s t T
∗
∗
(0.39∗4)
− 0−1.8∗0.1 0.16 .∗0.47 ∗ 4
1.8 0.1 e
FH2.25g$
De5ermi!ai! =e a o!e!5rai! i!iia* C1WO1 H C2WO2 C2 H EC1WO1O2 C2 H E100W1.3800 C2 H 0.1625 En la ona de crecimiento limitado de masa celular
!nr!"#) u!: OH F , t #O#
#O#XXXXXXX. E !
C#"# )!gDn $a >i>$i#graBa r!&i)aa )! ti!n! u! HV
/nt#nc!) !n OH 1.60% )! t!nr<: "simismo# $%=&' $o=0(r)l *e la ecuaci+n ,!# reemplaamos los datos otenidos/ = ,0.12,.56,0.47,0.1 6 1.80.1 =0.587 (r de iomasa Como/ %=1.2L %= ,0.587)1.2=0.327 (r)L
AN/: FU/N/: U;%ICACIN UNIRU./U./
i(ura 4.1." / c:lulas de le;adura Kluyveromyces marxianus s de a(ar placas petri usado para la inoculaci+n de (lucosa media
Figura 4.1.;: cé$u$a) ! $a&aura lu'verom'ces mar#ianus !n "!i# ! g$uc#)a "!ia >a=# c#nici#n!) a!r#>ica) Q )@aS!r 9uente T U(;U< AA0FUF =9 0VW(4=<(F A4:UAVF (AF; F;4AU (ri?a RuimarXes adeira 4eeves J.F." 0ouisiana Ftate Vniversit'" 2**1 a' 2**B
;ablaT 4esumen de art!culos de traba,o para parámetros de crecimiento cinético con especies de lu'verom'ces en la obtención de etanolT
uente / <>E?C ">"L@$$ A KLUYVEROMYCES MARXIANUS @E"$? $?B"> Eria Duimares Madeira Bee;es F.$.# Louisiana $tate Gni;ersit'# 001 Ma'
REERENCIAS BIBLIO'RICAS
1. CAI%% CA%/RN A. Cu$ti&# #r %#t! A$i"!nta# Air!a#Y %a>#rat#ri# ! ;i#r#c!)#) Nu!&# C@i">#t! 02 ! N#&i!">r! !$ 2011.
2. CAI%% CA%/RN A. !)arr#$$# !$ incu$# ( cu$ti&# c!$u$ar #r $#t!)Y %a>#rat#ri# ! ;i#r#c!)#) Nu!&# C@i">#t! 19 ! !ti!">r! ! 2011.
3. CAI%%
CA%/RN
A.
ran)!r!ncia
!
+ig!n#
!n
;i#r!act#r!)Y %a>#rat#ri# ! ;i#r#c!)#) Nu!&# C@i">#t! 2011.
4. R*AN
OIRI.
Int!r$!uSinQ1Z
r#ucti#n
>(
[(g#)acc@ar#"(c!)>ai$ii \[3 'II%Q1Z] in a!rat! !Q >at@ r!act#r: I"#rtanc!
#
in#cu$u")
@()i#$#g(
an
>i#r#c!))
"#!$$ing.r#c!)) ;i#c@!"i)tr( 44 E2009 527Q533.
5. au$in! *. #ran $i>r# rincii#) ! ing!ni!rBa ! $#) >i#r#c!)#) Uni&!r)(it( # N!^ #ut@ _a$!) (n!(. Au)tra$ia caBtu$# 13 ag. 395 - 396
6. ;i#t!cn#$#gBa ! $a !r"!ntacin rincii#) r#c!)#) ( r#uct#). _/N . _AR. /it. Acri>ia .A. [arag#a 1989.
