Problemas3ab Ib2
Páginas: 5 (1054 palabras)
Publicado: 25 de mayo de 2015
Año 2006
PROBLEMAS III
SISTEMAS DE CULTIVO I- Cultivos Batch
(parte 1y 2)
1) Se realiza un cultivo batch de Pseudomona sp. y se observan los siguientes resultados experimentales en función del tiempo:
Tiempo
(h)
Biomasa
(g/L)
Sustrato (g/L)
Tiempo
(h)
Biomasa
(g/L)
Sustrato (g/L)
0
0.1
40
10
1.87
36.2
1
0.13
39.9
11
2.5
34.8
2
0.18
39.8
12
3.35
32.9
3
0.24
39.7
13
4.49
30.5
4
0.32
39.5
14
627.2
5
0.43
39.3
15
8
22.8
6
0.58
39
16
10.7
17.1
7
0.78
38.5
17
14.1
9.6
8
1.04
38
18
17.9
1.1
9
1.4
37.2
a) Calcule la velocidad especifica de crecimiento (µmax).
b) Calcule el rendimiento global (Yx/s).
c) Si durante el cultivo se determina una producción global de 606 milimoles por litro de CO2, verifique si en estas condiciones de crecimiento el microorganismo genera algún producto.Rtas.: µmax=0.29 h-1; Yx/s= 0.46 g/g; No se forma producto.
2) En un experimento de laboratorio se inocularon diferentes medios de cultivo con una suspensión de una bacteria aerobia facultativa (E. coli). El medio sintético empleado en todos los casos contiene la misma concentración de sales y fuente nitrogenada. Las diferencias existentes entre los mismos se observan en la siguiente tabla:
Medio decultivo
S0
pH
(constante)
Volumen (ml) de medio de cultivo en frascos de 1l.
A
5
7,0
100
B
10
7,0
100
C
20
7,0
100
D
10
3,0
100
E
10
7,0
300
Los resultados obtenidos se indican en el siguiente gráfico:
Indique a qué tratamientos de la tabla le corresponde cada una de las curvas obtenidas. Justifique sus respuestas.
3) Se crece un microorganismo en tanque agitado de 2 litros de volumen útila una temperatura de 28 ºC. A las 10 horas de cultivo se agota la fuente de C y Energía. Cuál deberá ser la concentración inicial de sustrato limitante?
Datos:
tlag= 0 horas Yx/s=0.47 g sust/g biom max=0.23 h-1 Xo=0.2g/L
Rtas: Xf= 2 g/L; Sr= 3.8 g/L
4) Cultivando un microorganismo aerobio estricto en batch se obtuvo la siguiente tabla de valores para las horas iniciales del proceso:
TiempoX
(h) (g/l)
1 0.257
2 0.392
3 0.424
4 0.544
5 0.698
Se empleó un medio de cultivo sintético con la fuente de C como sustrato limitante a una concentración inicial de 14.8 g/L. Se inoculó el reactor a razón del 10 % del volumen con un cultivo cuya biomasa final había sido 2.3 g/L
Calcular:
a) max y tg
b) Hubo fase lag ? Si la hubo, cuál fue su duración?
c) Si el rendimientocelular fue de 0.45 g biomasa / g sustrato, cuál fue la concentración celular máxima alcanzada y en qué momento se obtuvo?
Rta: max=0.25 h-1; tg = 2.77 h; to=0.55 ; , Xf=6.9; tnec=14.15 h.
5) Una bacteria se cultiva en batch en un medio conteniendo glicerol y NH3. El rendimiento celular es 0.50 g biomasa / g glicerol y el max = 0.32 h-1.
a) Calcule la concentración máxima de biomasa y el tiempode cultivo en que se alcanza dicha biomasa.
b) Cuál es en ese instante la demanda de O2 del cultivo?
Datos:
So = 8 g/L
Yx/o = 0.89 g biomasa / g O2
t lag = 1.5 horas
Xo = 0.3 g/L
Rta: Xf=4.3 g/L, t=9.8h, rO2= 1.55 gO2/L.h
6) Se desea cultivar un microorganismo aeróbico estricto en erlenmeyers agitados, utilizando un medio de cultivo a base de suero de leche cuya concentración de lactosa es de4% (P/V). El KLa de los erlenmeyers es de 100 h-1. Experiencias en tanques agitados mecánicamente dieron los siguientes resultados:
t (h)
x (g/l)
lactosa (g/l)
0
1,0
40,0
2
1,1
40,0
4
1,4
39,2
6
2,8
36,0
8
5,6
29,7
10
11,2
17,3
12
19,1
0,1
14
19,1
0,0
El consumo total de O2 fue de 20 g/l. El Cc para este microorganismo es de 1 mg/l y en las condiciones de cultivo C* = 7,5 mg O2/l.
¿Quédilución habrá que efectuar al medio original para realizar el cultivo en erlenmeyer comenzando el cultivo con una biomasa inicial de 0,5 g/l?
7) Un biorreactor de laboratorio que contiene un medio sintético con glucosa como sustrato limitante, fue sembrado con un microorganismo aeróbico estricto de composición estándar. Desde el inicio del cultivo el crecimiento del microorganismo estuvo limitado por...
PROBLEMAS III
SISTEMAS DE CULTIVO I- Cultivos Batch
(parte 1y 2)
1) Se realiza un cultivo batch de Pseudomona sp. y se observan los siguientes resultados experimentales en función del tiempo:
Tiempo
(h)
Biomasa
(g/L)
Sustrato (g/L)
Tiempo
(h)
Biomasa
(g/L)
Sustrato (g/L)
0
0.1
40
10
1.87
36.2
1
0.13
39.9
11
2.5
34.8
2
0.18
39.8
12
3.35
32.9
3
0.24
39.7
13
4.49
30.5
4
0.32
39.5
14
627.2
5
0.43
39.3
15
8
22.8
6
0.58
39
16
10.7
17.1
7
0.78
38.5
17
14.1
9.6
8
1.04
38
18
17.9
1.1
9
1.4
37.2
a) Calcule la velocidad especifica de crecimiento (µmax).
b) Calcule el rendimiento global (Yx/s).
c) Si durante el cultivo se determina una producción global de 606 milimoles por litro de CO2, verifique si en estas condiciones de crecimiento el microorganismo genera algún producto.Rtas.: µmax=0.29 h-1; Yx/s= 0.46 g/g; No se forma producto.
2) En un experimento de laboratorio se inocularon diferentes medios de cultivo con una suspensión de una bacteria aerobia facultativa (E. coli). El medio sintético empleado en todos los casos contiene la misma concentración de sales y fuente nitrogenada. Las diferencias existentes entre los mismos se observan en la siguiente tabla:
Medio decultivo
S0
pH
(constante)
Volumen (ml) de medio de cultivo en frascos de 1l.
A
5
7,0
100
B
10
7,0
100
C
20
7,0
100
D
10
3,0
100
E
10
7,0
300
Los resultados obtenidos se indican en el siguiente gráfico:
Indique a qué tratamientos de la tabla le corresponde cada una de las curvas obtenidas. Justifique sus respuestas.
3) Se crece un microorganismo en tanque agitado de 2 litros de volumen útila una temperatura de 28 ºC. A las 10 horas de cultivo se agota la fuente de C y Energía. Cuál deberá ser la concentración inicial de sustrato limitante?
Datos:
tlag= 0 horas Yx/s=0.47 g sust/g biom max=0.23 h-1 Xo=0.2g/L
Rtas: Xf= 2 g/L; Sr= 3.8 g/L
4) Cultivando un microorganismo aerobio estricto en batch se obtuvo la siguiente tabla de valores para las horas iniciales del proceso:
TiempoX
(h) (g/l)
1 0.257
2 0.392
3 0.424
4 0.544
5 0.698
Se empleó un medio de cultivo sintético con la fuente de C como sustrato limitante a una concentración inicial de 14.8 g/L. Se inoculó el reactor a razón del 10 % del volumen con un cultivo cuya biomasa final había sido 2.3 g/L
Calcular:
a) max y tg
b) Hubo fase lag ? Si la hubo, cuál fue su duración?
c) Si el rendimientocelular fue de 0.45 g biomasa / g sustrato, cuál fue la concentración celular máxima alcanzada y en qué momento se obtuvo?
Rta: max=0.25 h-1; tg = 2.77 h; to=0.55 ; , Xf=6.9; tnec=14.15 h.
5) Una bacteria se cultiva en batch en un medio conteniendo glicerol y NH3. El rendimiento celular es 0.50 g biomasa / g glicerol y el max = 0.32 h-1.
a) Calcule la concentración máxima de biomasa y el tiempode cultivo en que se alcanza dicha biomasa.
b) Cuál es en ese instante la demanda de O2 del cultivo?
Datos:
So = 8 g/L
Yx/o = 0.89 g biomasa / g O2
t lag = 1.5 horas
Xo = 0.3 g/L
Rta: Xf=4.3 g/L, t=9.8h, rO2= 1.55 gO2/L.h
6) Se desea cultivar un microorganismo aeróbico estricto en erlenmeyers agitados, utilizando un medio de cultivo a base de suero de leche cuya concentración de lactosa es de4% (P/V). El KLa de los erlenmeyers es de 100 h-1. Experiencias en tanques agitados mecánicamente dieron los siguientes resultados:
t (h)
x (g/l)
lactosa (g/l)
0
1,0
40,0
2
1,1
40,0
4
1,4
39,2
6
2,8
36,0
8
5,6
29,7
10
11,2
17,3
12
19,1
0,1
14
19,1
0,0
El consumo total de O2 fue de 20 g/l. El Cc para este microorganismo es de 1 mg/l y en las condiciones de cultivo C* = 7,5 mg O2/l.
¿Quédilución habrá que efectuar al medio original para realizar el cultivo en erlenmeyer comenzando el cultivo con una biomasa inicial de 0,5 g/l?
7) Un biorreactor de laboratorio que contiene un medio sintético con glucosa como sustrato limitante, fue sembrado con un microorganismo aeróbico estricto de composición estándar. Desde el inicio del cultivo el crecimiento del microorganismo estuvo limitado por...
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