Simulación de transformación de glucosa a ácido gluconico mediante scilab

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Eléctrica

Proyecto Nº 1. Problema de ingeniería resuelto con Scilab
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“Conversión de glucosa a ácido glucónico”

Profesora: Ingeborg Mahla Álvarez
Fecha: 15 de junio del 2012
Alumnos: Felipe Calderón
Andrés MuñozPatricio Romero

Indice

Indice------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | 2 |
Introducción--------------------------------------------------------------------------------------------------- | 3 |
Discusión Bibliográfica ---------------------------------------------------------------------------------- | 4-5 |
ModeloOriginal---------------------------------------------------------------------------------------------- | 6-7 |
Modelo en Variable de Estado-------------------------------------------------------------------------- | 8 |
Desarrollo en Scilab, simulación y resultados---------------------------------------------------- | 9-10 |Conclusiones------------------------------------------------------------------------------------------------- | 11 |
Referencias--------------------------------------------------------------------------------------------------- | 12 |
Apéndice ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 13 |

* Introducción

Día a día, la personas usamos,incluso sin saberlo, las reacciones químicas. Las usamos paracosas muy simples, como por ejemplo, endulzar el té o café, como también para cosas un poco más complejas, aunque las desconozcamos, como el uso de una batería de celular, que se basa en un proceso de oxidación.
Cuando se produce una reacción, se trata de entender el porqué y el cómo se ha producido esto. Para esto, vamos a analizar el fenómeno real y transformarlo en un modelo matemático, contodas las variables, restricciones y parámetros, para obtener resultados óptimos y no encontrar resultados no estudiados o inesperados.
Una de las tantas reacciones químicas existentes, es la del ácido glucónico, un ácido orgánico que se forma luego de la oxidación de la glucosa, provocada por un microorganismo en un proceso de fermentación. El ácido glucónico, aunque suene desconocido, es másutilizado de lo que se piensa, ya que uno de sus usos más comunes es participar como agente en la limpieza de botellas de vidrios, por lo que cada botella retornable que usamos, ha participado en un proceso de limpieza con este ácido.
En este estudio, queremos conocer el comportamiento del fenómeno, sin que necesariamente tenga que ocurrir. Recrearemos lo que ocurra, observando cómo reaccionan ycuál es la participación de cada una de las variables.
El objetivo de esto es reemplazar el modelo real por un simulado, y que pueda ser manipulado por una estructura matemática.
En conclusión, queremos crear una herramienta con la que podamos predecir el comportamiento de los participantes de esa reacción, adelantándonos a algún fenómeno que no esperemos y verificar que la oxidación de laglucosa funcione de la mejor manera.

* Discusión bibliográfica

El ácidoglucónico es el producto de oxidación de la glucosa. Se produce mundialmente por fermentación sumergida en cultivo por lote usando cepas de Aspergillus niger(hongo que produce un moho negro en vegetales, muy común en la lechuga, el tomate o la acelga). Este hongo sintetiza la enzima glucosa oxidasa convirtiendo la glucosaen ácido glucónico en un solo paso, por lo que es el método más rápido y económico que hay.

La producción de ácido glucónico por Aspergillusníger es un proceso muy conocido y los diferentes fabricantes en todo el mundo utilizan una tecnología más o menos similar. Se utiliza la cepa NRRL 3 del hongo. Este es hace crecer en superficie hasta obtener abundante esporulación (formación de esporas)...