aire

1

AIREACIÓN

El rol de los dispositivos de aireación colocados en los fermentadores, es de
proveer a los microorganismos del oxigeno necesario para su crecimiento.
Por otra parte el fin de la agitación es asegurar la uniformidad de la suspensión
microbiana de manera de acelerar la rapidez de intercambio entre esta y el
medio de cultivo.
La turbulencia generada por la agitación además,permite la división de las
burbujas de aire lo que aumenta la superficie de contacto y la duración de este,
entre el oxigeno y los microorganismos.
La demanda de oxigeno de cultivos líquidos es satisfecha inicialmente por el
oxigeno disuelto en el medio proveniente del aire atmosférico, debido a la
solubilidad extremadamente baja del mismo en medios líquidos, ( 7 ppm a 37º
C ), esta no puedeser satisfecha, si no se toman medidas para restituir el
oxigeno disuelto, por ejemplo en un cultivo denso y de rápido crecimiento.
El método corriente es el burbujeo, pero a veces no logra aumentar el factor
critico ( concentración de oxigeno disuelto ), porque por ejemplo, si las burbujas
son de gran tamaño escapan rápidamente del seno del liquido hacia la
superficie del mismo.
Lasolubilidad el oxigeno es baja en agua pura ( 7 ppm ), pero esta tasa no es
alcanzada en la industria ya que el aire no contiene mas del 20,9 % de oxigeno.
La solubilidad del oxigeno es inversamente proporcional a la temperatura y
entre 5 y 30º C puede ser calculada por la siguiente formula:
C=

475
33,5 x t

C = expresado en partes por millón
La presencia de compuestos disueltos disminuye lasolubilidad del oxigeno, por
este motivo es que en el agua de mar, la cantidad de oxigeno es el 80 % del
disuelto en agua pura.
Como las enzimas microbianas están localizadas en el interior de los
microorganismos estos no pueden utilizar fácilmente el oxigeno disuelto en el
medio de cultivo, por esta causa y por la baja solubilidad, la reserva de gas es
muy baja, la cantidad disuelta en todomomento y lugar del medio de cultivo
debe ser superior a un valor critico pre-establecido, por debajo del cual los
disturbios metabólicos acarrean la muerte celular.
A todo esto debe sumarse la viscosidad del medio, densidad celular, presencia
de metabolitos, variaciones en la composición del sustrato, presencia de
micelio, etc. todos factores que disminuyen la disponibilidad del oxigenodisuelto.

2
El método corriente de suministro es la aireación, pero a veces no se logra
aumentar la eficacia de la oxigenación porque por ejemplo el aire introducido
escapa rápidamente del medio.
La demanda de oxigeno por ml de cultivo es igual a la demanda por célula por
el numero de células por ml.
La mayor demanda para un cultivo se registra al final del crecimiento
exponencial, sinembargo, la demanda por célula es mayor en la fase de
latencia debido al aumento de tamaño y permanece constante por unidad de
peso durante todo el ciclo de crecimiento.
La respiración celular y el crecimiento es prácticamente independiente de la
concentración de oxigeno ha condición que esta concentración sea mantenida
por encima de un valor critico por lo tanto no hay necesidad de trabajar conoxigeno en exceso.
Es necesario conocer la demanda máxima de oxigeno de un microorganismo
ya que condiciona su productividad.
Se utiliza el coeficiente de absorción de oxigeno QO2 definido por la cantidad
de microlitros de oxigeno absorbidos por miligramo de células secas y por hora,
podemos decir entonces que si C es la concentración, la formula seria:
DEMANDA MÁXIMA = QO2 . C

moles /litro / hora

Para muchos microorganismos ya es conocida la demanda, si no la conocemos
podemos obtenerla utilizando por ejemplo el respirometro de Warburg.
Las técnicas respirometricas están basadas en la medida e interpretación del
consumo biológico de oxigeno, debido a la respiración aeróbica, de una
población microbiana bajo unas condiciones determinadas.
El consumo biológico de...