Diseño de un biorreactor para la producción de biofertizante a partir de azotobacter spp.
Páginas: 23 (5508 palabras)
Publicado: 1 de julio de 2011
DISEÑO DE UN BIORREACTOR PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOFERTIZANTE A PARTIR DE Azotobacter spp.
J. Roque Rodríguez
jroque@ingenieros.com
Índice
Resumen ejecutivo 3
Resumen de la investigación 4
Propósito e hipótesis planteada 5
Metodología empleada 5
Muestreo 5
Aislamiento de la cepa 5
Identificación 5
Selección de medio de cultivo: 5
Modelamiento de la cinética decrecimiento 5
Determinación de coeficiente estequiométrico de consumo de sustrato (Yx/s) 6
Determinación de los parámetros de transferencia de masa 6
Determinación de los parámetros de transferencia de oxigeno OTR y OUR. 8
Selección de sustrato sólido para la fermentación 9
Geometría y diseño de sistema de agitación 9
Pruebas experimentales en semillas 10
Resultados 11
Aplicaciones yconclusiones 19
Bibliografía 21
Resumen ejecutivo
La idea que se tuvo al realizar este proyecto fue que se podía enriquecer los campos de cultivo y controlar el desarrollo de las plantas haciendo uso de biofertilizantes a partir de microorganismos bacterianos que viven en el suelo en simbiosis o libres, captan el nitrógeno del aire, por lo que son buenos mejoradores de la fertilidad natural delsuelo en comparación con los fertilizantes químicos los cuales eliminan la fertilidad del suelo al acidificarlo, son de acción rápida pero el efecto no dura, su costo es elevado, pueden matar a la planta en concentraciones elevadas; y afectan al medio ambiente.
El uso de fertilizantes químicos constituye un daño biológico a los suelos deteriorando la calidad de los mismos (1). La mayoría de éstosusan para su elaboración energias no renovables, por lo que no son sustentables a largo plazo, contaminan los suelos freáticos, disminuyen la porosidad y capacidad de amortiguamiento del suelo. Todo esto conlleva a la pérdida de productividad del suelo y a una intoxicación irreversible. Por lo que el uso de un biofertilizante constituye una mejor alternativa.
Las bacterias nitrificantes que sonlas más usadas para este propósito son las que pertenecen a los géneros Rizobium, Azospirilum y Azotobacter, siendo esta última la que se empleó en el desarrollo de la presente investigación.
Las bacterias del género Azotobacter, están presentes en grandes densidades en el agroecosistema y se asocian al sistema radical de algunas especies vegetales ocasionando una aceleración del desarrollo yun aumento del rendimiento en los cultivos, debido fundamentalmente a su capacidad de sintetizar sustancias biológicamente activas como auxinas, citoquininas, giberelinas, aminoácidos y vitaminas.
El Azotobacter spp es un microorganismo bacteriano fijador de nitrógeno que se encuentra en la rizósfera de plantas como son Stevia y Maíz. Este microorganismo bacteriano ha demostrado tener elrendimiento de adsorción más alto a nivel de rizósfera comparado con otros microorganismos como Azospirillum brasilense y Rhizobium que fijan nitrógeno siendo fuente para obtener un biofertilizante nitrogenado.
La actividad microbiana en el suelo es controlada por diversos factores ambientales tales como la disponibilidad de nutrientes minerales, disponibilidad de agua, temperatura y pH favorable,composición de la microflora del suelo e interacciones ecológicas entre los microorganismos. Estos a su vez juegan un rol importante en la fertilidad del suelo pues oxidan materia orgánica y promueven los ciclos biogeoquímicos del C, N, P y S. La actividad enzimática del suelo está relacionada con el ciclo dinámico de los nutrientes del suelo y la habilidad de las bacterias de catalizar laconversión de los nutrientes de formas no disponibles a otras totalmente asimilables por las plantas y por los mismos microorganismos (6).
Ante el problema de la contaminación generada por el uso de fertilizantes químicos nuestra investigación se centra en el diseño de un biorreactor para la producción industrial de biofertilizante a partir de Azotobacter spp..
Resumen de la investigación
En...
J. Roque Rodríguez
jroque@ingenieros.com
Índice
Resumen ejecutivo 3
Resumen de la investigación 4
Propósito e hipótesis planteada 5
Metodología empleada 5
Muestreo 5
Aislamiento de la cepa 5
Identificación 5
Selección de medio de cultivo: 5
Modelamiento de la cinética decrecimiento 5
Determinación de coeficiente estequiométrico de consumo de sustrato (Yx/s) 6
Determinación de los parámetros de transferencia de masa 6
Determinación de los parámetros de transferencia de oxigeno OTR y OUR. 8
Selección de sustrato sólido para la fermentación 9
Geometría y diseño de sistema de agitación 9
Pruebas experimentales en semillas 10
Resultados 11
Aplicaciones yconclusiones 19
Bibliografía 21
Resumen ejecutivo
La idea que se tuvo al realizar este proyecto fue que se podía enriquecer los campos de cultivo y controlar el desarrollo de las plantas haciendo uso de biofertilizantes a partir de microorganismos bacterianos que viven en el suelo en simbiosis o libres, captan el nitrógeno del aire, por lo que son buenos mejoradores de la fertilidad natural delsuelo en comparación con los fertilizantes químicos los cuales eliminan la fertilidad del suelo al acidificarlo, son de acción rápida pero el efecto no dura, su costo es elevado, pueden matar a la planta en concentraciones elevadas; y afectan al medio ambiente.
El uso de fertilizantes químicos constituye un daño biológico a los suelos deteriorando la calidad de los mismos (1). La mayoría de éstosusan para su elaboración energias no renovables, por lo que no son sustentables a largo plazo, contaminan los suelos freáticos, disminuyen la porosidad y capacidad de amortiguamiento del suelo. Todo esto conlleva a la pérdida de productividad del suelo y a una intoxicación irreversible. Por lo que el uso de un biofertilizante constituye una mejor alternativa.
Las bacterias nitrificantes que sonlas más usadas para este propósito son las que pertenecen a los géneros Rizobium, Azospirilum y Azotobacter, siendo esta última la que se empleó en el desarrollo de la presente investigación.
Las bacterias del género Azotobacter, están presentes en grandes densidades en el agroecosistema y se asocian al sistema radical de algunas especies vegetales ocasionando una aceleración del desarrollo yun aumento del rendimiento en los cultivos, debido fundamentalmente a su capacidad de sintetizar sustancias biológicamente activas como auxinas, citoquininas, giberelinas, aminoácidos y vitaminas.
El Azotobacter spp es un microorganismo bacteriano fijador de nitrógeno que se encuentra en la rizósfera de plantas como son Stevia y Maíz. Este microorganismo bacteriano ha demostrado tener elrendimiento de adsorción más alto a nivel de rizósfera comparado con otros microorganismos como Azospirillum brasilense y Rhizobium que fijan nitrógeno siendo fuente para obtener un biofertilizante nitrogenado.
La actividad microbiana en el suelo es controlada por diversos factores ambientales tales como la disponibilidad de nutrientes minerales, disponibilidad de agua, temperatura y pH favorable,composición de la microflora del suelo e interacciones ecológicas entre los microorganismos. Estos a su vez juegan un rol importante en la fertilidad del suelo pues oxidan materia orgánica y promueven los ciclos biogeoquímicos del C, N, P y S. La actividad enzimática del suelo está relacionada con el ciclo dinámico de los nutrientes del suelo y la habilidad de las bacterias de catalizar laconversión de los nutrientes de formas no disponibles a otras totalmente asimilables por las plantas y por los mismos microorganismos (6).
Ante el problema de la contaminación generada por el uso de fertilizantes químicos nuestra investigación se centra en el diseño de un biorreactor para la producción industrial de biofertilizante a partir de Azotobacter spp..
Resumen de la investigación
En...
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