Determinación de los parámetros de rendimiento, eficacia y volumen de producción de uno de los distintos regímenes de operación


Universidad Politécnica de Zacatecas
Ingeniería en biotecnología
Ingeniería de Biorreactores
Practica: “Determinación de los parámetros de rendimiento, eficacia y volumen de producción de uno de los distintos regímenes de operación”




7.3- B2
Fecha: 10 de diciembre del 2014

Objetivo
Determinar el parámetro de rendimiento de biomasa/sustrato en un cultivo sumergido tipo batchde Penicillium a escala laboratorio.
Introducción
Rendimiento
Cuando dos elementos o compuestos reaccionan químicamente entre sí para formar productos, muchas veces la reacción no es completa, es decir, los reactivos no se consumen totalmente, o no toda la cantidad de reactivo limitante reacciona para formar producto.


Se le llama rendimiento químico a la relación entre la cantidad deproducto obtenido realmente en la reacción y  la cantidad  máxima de producto que se podría haber obtenido si los reactivos se hubieran consumido completamente.
Rendimiento teórico
Se le llama rendimiento teórico de una reacción a la cantidad de producto que se formaría si los reactivos se consumieran completamente. El rendimiento real de una reacción siempre será igual o menor que el rendimientoteórico.
Esto se debe a que muchas veces los reactivos no reaccionan completamente, además de que algunas veces surgen reacciones colaterales, que no llevan a la formación del producto deseado, y que es difícil recolectar el 100 % del producto formado. (Gonzales, 2010)
Cultivo discontinuo o BATCH:
El crecimiento de microorganismos en batch se refiere a que las células se cultivan en unrecipiente con una concentración inicial, sin que esta sea alterada por nutrientes adicionales o el lavado, por lo que el volumen permanece constante y solo las condiciones ambientales del medio (pH, temperatura, la velocidad de agitación, etc.) son controladas por el operador. El proceso finaliza cuando todo el substrato es consumido por la biomasa. Esta forma de cultivo es simple y se utilizaextensamente tanto en el laboratorio como a escala industrial. (Caballero, 2008)
Productividad
Es un efecto importante que determinará qué régimen de operación utilizar para producir ciertos productos y dependiendo de qué cantidad se necesiten ya sea a nivel laboratorio o en régimen industrial.
A nivel laboratorio las proporciones pueden ser pequeñas dado que el tiempo de operación y las necesidades acubrir ya que solo se pueden utilizar para ciertos experimentos o para comprobar hipótesis que necesiten el crecimiento de algún microorganismo para la investigación.
En la industria se debe cumplir una gran demanda dado que la producción es en grandes cantidades de biomasa y en cortos periodos de tiempo y es por eso que se debe buscar las formas más eficiente, rápida y con el mejor resultadoposible en calidad de biomasa y subproductos.


Materiales
Materiales/ Reactivos
Cantidad
Agitador orbital
1
Matraz Erlenmeyer 250 mL
6
Vidrio reloj
2
Papel filtro
1
Pinzas
1
Algodón y gasa
9
Probeta 200 mL
1
Caldo PDA
400 mL
Pipeta 1 mL (estéril)
1
Cultivo de Penicillium
1X105 e/mL
Agitador magnético estéril
1
Refractómetro
1

Materiales para la medición debiomasa
Material / Reactivo
Cantidad
Vaso de precipitados 250 mL
1
Embudo de vidrio
1
Papel filtro (seco)
1
Refractómetro
1
Pinzas
1
Metodología
Comenzamos con la preparación dl medio de cultivo, a partir de Penicillium obtuvimos un inoculo de 1x105 e/ml aproximadamente, se le agregó 25 ml de agua destilada estéril al cultivo y agitamos lentamente con el agitador magnético con laplancha
Se contabilizaron las esporas en la cámara de Neubauer para determinar su concentración.
Después se prepararon 500ml de caldo PD ( de acuerdo a las instrucciones del fabricante) y se tomaron los grados brix usando el refractómetro y se colocaron 500 ml en 5 matraces de 250 ml.
Se prepararon los matraces para esterilizar (con tapones y gasas) también se prepararon los papeles filtro...