TAREA 1: Fermentaciones Industriales

UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA BIOQUIMICA FEREMENTACIONES INDUSTRIALES

TAREA 1 1.

Se realizó una fermentación por carga simple, con una bacteria aeróbica cultivada en metanol como sustrato, obteniéndose los siguientes resultados: Tiempo (h) 0 2 4 8 10 12 14 16 18

X (g/L) 0.2 0.211 0.305 0.98 1.77 3.2 5.6 6.15 6.2

S (g/L) 9.23 9.21 9.07 8.03 6.8 4.6 0.92 0.077 0

Realice las graficas correspondientes que representan el crecimiento microbiano y calcule: a. b. c. d. e.

2.

Velocidad máxima específica de crecimiento (μmax) Rendimiento en función del sustrato (Yx/s) Tiempo de duplicación Constante de saturación (Ks) Velocidad específica de crecimiento (μ) a t=10 h

Se realizo un cultivo en un medio simple que contenía glucosa al 0.3 % p/v. A tiempo 0 se inoculó en un bioreactor de mayor volumen conteniendo el mismo medio estéril, y se tomaron muestras en tiempos sucesivos. La densidad óptica (DO) a 420 nm a cada tiempo de muestreo, se muestra en la columna identificada como MS (medio simple) en la Tabla 2.1. La misma especie cultivada en un medio complejo fue inoculada en un bioreactor de la misma capacidad que contenía un medio estéril que contenía glucosa (0.15 % p/v) y lactosa (0.15 % p/v). Al igual que en el caso anterior se tomaron muestras, determinando la densidad óptica (DO) a 420 nm, cuyos datos se encuentran en la columna identificada como MC (medio complejo). La relación de la DO a 420 nm es lineal con la concentración de células, a razón de que una DO de 0.175 es equivalente a 0.1 mg biomasa seca por mL. Se asume que en cada caso el sustrato se consume completamente.

Realice la grafica que representa el crecimiento de la especie en los dos medios e interprete la forma de las curvas obtenidas. Grafique el Ln X vs t y determine la ecuación de la recta obtenida. Calcule para cada medio, a. Velocidad máxima específica de crecimiento (μmax) b. El tiempo de la fase de adaptación o lag (tlag) c. Rendimiento en función del sustrato (Yx/s) d. Velocidad específica de crecimiento (μ) a t=4 h Tabla 2.1 Tiempo (h) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Densidad Óptica (DO) a 420nm MS MM 0.06 0.06 0.08 0.06 0.11 0.06 0.14 0.07 0.20 0.10 0.26 0.13 0.37 0.18 0.49 0.26 1 0.35 0.32 0.441 0.43 1 0.52 0.48 0.521 0.50 0.52 0.301 0.421 0.501 0.501

Nota: Estos son los datos obtenidos en el laboratorio sin ningún cálculo adicional 1 La muestra se diluyó al doble de volumen antes de medir la densidad óptica

3.

Se ha inoculado un microorganismo en un medio de cultivo líquido en matraz. De forma regular se han tomado muestras y se ha contado el número de microorganismos de la muestra mediante microscopia. En la Tabla 3.1 se muestran los resultados obtenidos. Dibujar la curva de crecimiento y definir las distintas fases de la curva. Calcular para la fase exponencial de crecimiento la constante de la velocidad de crecimiento (k) y el tiempo de generación (g)

t 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.25

4.

N (cel./ml) t 661 646 636 655 658 638 642 660 650 635 651 660 641 641 627 705 797 833 888 1018 1115 1155

5.5 5.75 6 6.25 6.5 6.75 7 7.25 7.5 7.75 8 8.25 8.5 8.75 9 9.25 9.5 9.75 10 10.25 10.5 10.75

Tabla 3.1 N (cel./ml) t 1279 1459 1544 1624 1850 2057 2134 2323 2665 2859 2980 3358 3783 3950 4230 4696 4613 4853 4850 4612 4699 4907

11 11.25 11.5 11.75 12 12.25 12.5 12.75 13 13.25 13.5 13.75 14 14.25 14.5 14.75 15 15.25 15.5 15.75 16

N (cel./ml) 4745 4595 4810 4883 4642 4655 4892 4795 4122 3834 3544 3038 2689 2540 2268 1937 1779 1663 1438 1255 1181

Un pastelero inocula un pastel con 648 células de Staphylococcus aureus. Dado que el pastel no se conserva en condiciones adecuadas, los microorganismos, que presentan un tiempo de generación de 2 horas, aumentan su población. Calcula el número de células que habrá en el pastel tras 12 horas. El mismo pastelero, contamina otro pastel con otras 648 células, pero en este caso, los microorganismos sufren una fase Lag de 2.25 horas. Calcula el número de células que habrá en el pastel tras 12 horas. Al preparar un tercer pastel, también se contamina con 648 células, pero en este caso, durante las primeras 2.75 horas el pastel se mantiene en el frigorífico. Después, para mostrar el pastel a un consumidor es sacado al mostrador y se deja sobre él durante 3 horas. De pronto, cuando el pastelero ve el pastel, lo vuelva a meter en el frigorífico, y lo mantiene dentro durante 3.25 horas. Finalmente, el pastel se saca del frigorífico y es vendido a un cliente. El cliente mantiene el pastel a temperatura ambiente hasta ser consumido (3 horas más). Calcula el número de células de Staphylococcus aureus que habrá en el pastel tras 12 horas si la fase Lag es de 2.25 horas. Compare los resultados obtenidos (número de células en el pastel) en las tres situaciones.