DiegoAndres SuarezZuluaga 2007
Páginas: 78 (19395 palabras)
Publicado: 9 de julio de 2015
EVALUACIÓN Y SIMULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO
LÁCTICO CON Lactobacillus casei ATCC 7469
DIEGO ANDRÉS SUÁREZ ZULUAGA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD EAFIT
MEDELLÍN
2007
EVALUACIÓN Y SIMULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO
LÁCTICO CON Lactobacillus casei ATCC 7469
DIEGO ANDRÉS SUÁREZ ZULUAGA
Proyecto de grado para optar al título de
Ingeniero deProcesos
ASESOR
MRes. VALESKA VILLEGAS ESCOBAR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD EAFIT
MEDELLÍN
2007
Nota de aceptación
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
Jurado
_________________________________
Jurado
_________________________________
Jurado
Amis padres
AGRADECIMIENTOS
Se le expresa agradecimiento por su colaboración a:
MRes. Valeska Villegas E. por su asesoría.
MSc. Catalina Giraldo. Por su colaboración en varios temas.
MSc. Luz Deisy Marín. Por su ayuda con las cromatografías.
Personal del laboratorio de Ingeniería de Procesos: Edgar Arbelaez y
Sigifredo Cárdenas
Maria Adelaida Chica. Al trabajar conmigo en la simulación enHYSYS.
Esteban Jaramillo F. por sus consejos para las otras simulaciones.
TABLA DE CONTENIDO
LISTA DE TABLAS …………………………………………………………….IX
LISTA DE FIGURAS…………………………………………………………… X
LISTA DE ECUACIONES…………………………………………………….XII
RESUMEN…………………………………...……………………………......XIII
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………15
OBJETIVOS…………………………………………………………………….17
Objetivo general....................................................................................... 17
Objetivos específicos. .............................................................................. 17
1
MARCO TEORICO…………………………………………………….18
1.1
EL ÁCIDO LÁCTICO.................................................................. 18
1.2
USOS DEL ÁCIDO LÁCTICO. ................................................... 21
1.3
LOSMICROORGANISMOS
PRODUCTORES
DE
ACIDO
LÁCTICO.................................................................................................. 24
1.4
1.4.1
FERMENTACIONES. ................................................................ 28
Parámetros
de
relevancia
en
la
producción
de
ácido
láctico…………………………………………...……………………………….29
1.4.2
1.5
Consideraciones del proceso…………………………………33LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN. ....................................... 33
1.5.1
Extracción reactiva…………………………………………….35
1.5.2
Adsorción……………………………………………………….35
1.5.3
Electrodiálisis…………………………………………………..35
1.5.4
Esterificación y destilación reactiva………………………….36
1.5.5
Proceso de separación del ácido láctico……………………36
1.6
EL MERCADO DEL ÁCIDO LÁCTICO...................................... 37
1.6.1
Precios y costos………………………………………………..37
1.6.2
Producción y cuantificación de la oferta existente…………38
1.6.3
Crecimiento esperado y factores que inciden………………38
1.6.4
Proyección de la demanda……………………………………39
VI
1.7
1.7.1
2
SIMULACIÓN DE PROCESOS BIOTECNOLOGICOS ............. 40
Modelo de simulación………………………………………….41
MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………….44
2.1LOCALIZACIÓN......................................................................... 44
2.2
MEDIO DE CULTIVO................................................................. 44
2.3
MICROORGANISMO UTILIZADO. ............................................ 44
2.4
MÉTODOS ANALÍTICOS .......................................................... 47
2.4.1
MEDICIÓN DE BIOMASA…………………………………….47
2.4.2MEDICIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA…..48
2.4.3
MEDICIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO
…………………………………………………………………...48
2.5
FERMENTACIONES ................................................................. 49
2.5.1
Evaluación de la concentración de carbonato de calcio…..49
2.5.2
Sistema batch en biorreactor…………………………………50
2.5.3
Sistema Fed-batch……………………………………………..51
2.6...
LÁCTICO CON Lactobacillus casei ATCC 7469
DIEGO ANDRÉS SUÁREZ ZULUAGA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD EAFIT
MEDELLÍN
2007
EVALUACIÓN Y SIMULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO
LÁCTICO CON Lactobacillus casei ATCC 7469
DIEGO ANDRÉS SUÁREZ ZULUAGA
Proyecto de grado para optar al título de
Ingeniero deProcesos
ASESOR
MRes. VALESKA VILLEGAS ESCOBAR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD EAFIT
MEDELLÍN
2007
Nota de aceptación
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
Jurado
_________________________________
Jurado
_________________________________
Jurado
Amis padres
AGRADECIMIENTOS
Se le expresa agradecimiento por su colaboración a:
MRes. Valeska Villegas E. por su asesoría.
MSc. Catalina Giraldo. Por su colaboración en varios temas.
MSc. Luz Deisy Marín. Por su ayuda con las cromatografías.
Personal del laboratorio de Ingeniería de Procesos: Edgar Arbelaez y
Sigifredo Cárdenas
Maria Adelaida Chica. Al trabajar conmigo en la simulación enHYSYS.
Esteban Jaramillo F. por sus consejos para las otras simulaciones.
TABLA DE CONTENIDO
LISTA DE TABLAS …………………………………………………………….IX
LISTA DE FIGURAS…………………………………………………………… X
LISTA DE ECUACIONES…………………………………………………….XII
RESUMEN…………………………………...……………………………......XIII
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………15
OBJETIVOS…………………………………………………………………….17
Objetivo general....................................................................................... 17
Objetivos específicos. .............................................................................. 17
1
MARCO TEORICO…………………………………………………….18
1.1
EL ÁCIDO LÁCTICO.................................................................. 18
1.2
USOS DEL ÁCIDO LÁCTICO. ................................................... 21
1.3
LOSMICROORGANISMOS
PRODUCTORES
DE
ACIDO
LÁCTICO.................................................................................................. 24
1.4
1.4.1
FERMENTACIONES. ................................................................ 28
Parámetros
de
relevancia
en
la
producción
de
ácido
láctico…………………………………………...……………………………….29
1.4.2
1.5
Consideraciones del proceso…………………………………33LOS PROCESOS DE SEPARACIÓN. ....................................... 33
1.5.1
Extracción reactiva…………………………………………….35
1.5.2
Adsorción……………………………………………………….35
1.5.3
Electrodiálisis…………………………………………………..35
1.5.4
Esterificación y destilación reactiva………………………….36
1.5.5
Proceso de separación del ácido láctico……………………36
1.6
EL MERCADO DEL ÁCIDO LÁCTICO...................................... 37
1.6.1
Precios y costos………………………………………………..37
1.6.2
Producción y cuantificación de la oferta existente…………38
1.6.3
Crecimiento esperado y factores que inciden………………38
1.6.4
Proyección de la demanda……………………………………39
VI
1.7
1.7.1
2
SIMULACIÓN DE PROCESOS BIOTECNOLOGICOS ............. 40
Modelo de simulación………………………………………….41
MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………….44
2.1LOCALIZACIÓN......................................................................... 44
2.2
MEDIO DE CULTIVO................................................................. 44
2.3
MICROORGANISMO UTILIZADO. ............................................ 44
2.4
MÉTODOS ANALÍTICOS .......................................................... 47
2.4.1
MEDICIÓN DE BIOMASA…………………………………….47
2.4.2MEDICIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA…..48
2.4.3
MEDICIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO
…………………………………………………………………...48
2.5
FERMENTACIONES ................................................................. 49
2.5.1
Evaluación de la concentración de carbonato de calcio…..49
2.5.2
Sistema batch en biorreactor…………………………………50
2.5.3
Sistema Fed-batch……………………………………………..51
2.6...
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