Cultivo de levadura por lote en un reactor de 1l fermentacion en condiciones aerobias y anaerobias

INTRODUCCIÓN.

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Cuando las concentraciones de glucosa son muygrandes, incluso en condiciones aerobias, las enzimas oxidantes del ciclo de Krebs y de los sistemas citocromo son reprimidos por los catabolitos y el rendimiento de biomasa baja al convertirse la mayor parte del azúcar en alcohol. En este caso, el menor rendimiento de biomasa se debe a la represión por el catabolito.

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi ® 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP

Elrendimiento teórico estequiométrico para la transformación de glucosa en etanol es de 0.511 g de etanol y 0.489 g de CO 2 por 1 g de glucosa. Este valor fue cuantificado por Gay Lussac. En la realidad es difícil lograr este rendimiento, porque la levadura utiliza la glucosa para la producción de otros metabolitos. El rendimiento experimental varía entre 90% y 95% del teórico, es decir, de 0.469 a0.485 g/g. Los rendimientos en la industria varían entre 87 y 93% del rendimiento teórico (Boudarel, 1984). Otro parámetro importante es la productividad (g/h/l), la cual se define como la cantidad de etanol producido por unidad de tiempo y de volumen. Los parámetros se definen con relación a la fase y al modo de funcionamiento del bioreactor o fermentador. Por lo general, un bioreactor es unrecipiente cilíndrico de doble pared, de vidrio o de acero inoxidable (para el control de la temperatura y esterilización en línea), cubierto de una platina de acero inoxidable. La platina está dotada de entradas y salidas que permiten agregar substratos, nutrientes y substancias como ácidos o bases, extraer productos, o bien, hacer mediciones en línea. Existen diversas opciones para disponer de estatecnología; por ejemplo, construir una instalación simple hasta la adquisición de una instalación completa con especificaciones técnicas adecuadas a las características concretas del proceso. 1
Las levaduras industriales son microorganismos facultativos que pueden respirar o fermentar de acuerdo con las condiciones en que se les cultive. El metabolismo anaeróbico, como la fermentación, es menoseficiente que la respiración, ya que la primera no aprovecha toda la energía de las moléculas como los azúcares. Algunos productos, como por ejemplo el alcohol etílico, son excretados por la levadura como producto de desecho, ya que en ausencia de oxígeno este producto no puede ser aprovechado en su totalidad.

OBJETIVOS.

Aprender la forma en que opera un biorreactor en lote en la fermentaciónalcohólica anaerobio y observar el efecto de la relación C/N en un cultivo anaerobio. Obteniendo de manera experimental bajo estas condiciones los rendimientos de producto y de sustrato.

CURVA PATRON

Lecturas de absorbencia Curva patrón de glucosa
Tubo Concentración Absorbencia
1 blanco blanco mg/L
2 0.037 0.027 100 0.032
3 0.069 0.07 200 0.0695
4 0.099 0.1 300 0.0995
5 0.1080.107 400 0.1075
6 0.12 0.115 500 0.115
7 0.153 0.153 600 0.153
8 0.168 0.18 700 0.174
9 0.172 0.183 800 0.1775
10 0.184 0.164 900 0.174
11 0.189 0.163 1000 0.176



RESULTADOS OBTENIDOS EN EL PROCESO AEROBIO

• BIOMASA

SISTEMA AEROBIO (Peso del papel filtro
+ muestra)- (peso del
papel filtro solo) /ml
de muestra (g/ml)
TUBO Peso del papel fitro + la muestra (g) ml de muestraPeso del papel filtro solo (g) TIEMPO (hr)
T0 0.585 25 0.5194 0.00262 0
T1 0.5562 27 0.00136 5
T2 0.5554 26 0.00138 20
T3 0.5506 22 0.00142 24
T4 0.5527 25 0.00133 30
T5 0.5467 25 0.00109 44
T6 0.5482 25 0.00115 48
T7 0.5679 25 0.00194 72

TIEMPO (hr) BIOMASA TOTAL
(g/ml)
0 0.00262
5 0.00136
20 0.00138
24 0.00142
30 0.00133
44 0.00109
48 0.00115
72 0.00194

• CONSUMO...