Diseño De Un Biorreactor

DISEÑO DE UN BIORREACTOR CONTINUO





BIOPROCESOS





PRESENTADO A:
DR. LUIS JAVIER LOPEZ





PRESENTADO POR:
DIEGO BONILLA DUARTE
DANNY CAÑAS ROJAS







UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTADDE ING. FISICOQUMICAS
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA





BUCARAMANGA, MARZO DE 2010






FUNDAMENTOS DEL PROCESO

Un biorreactor es uno de losequipos primordiales de la microbiología industrial. Es el recipiente donde se desarrolla el cultivo, y su diseño debe ser tal que asegure unas condiciones uniformes y adecuadas para los microorganismos.
El diseño y modo de operar de un biorreactor está influenciado por una gran cantidad de variables tales como:

- Concentración de biomasa
- Suministro de nutrientes
- Condicionesestériles
- Remoción de producto
- Inhibición de producto
- Agitación y mezclado
- Transferencia de masa y energía.
- Metabolismo/actividades microbianas

Además, se pueden establecer las siguientes condiciones de operación:

- Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo a fin de prevenir la sedimentación o flotación.
- Mantenerconstante y homogénea la temperatura.
- Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.
- El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con el microorganismo deseado.

Para realizar el diseño operacional y los diferentes balances de materia, se asumirá que es un tanque de mezclaperfecta por lo tanto todas las concentraciones sustrato y biomasa son uniformes en el volumen de reacción e iguales que a la salida.

Los parámetros de operación continua son la velocidad de dilución D y el tiempo de residencia (tiempo que una unidad de sustrato está dentro del biorreactor).

[pic]

Tomando como base la cinética del crecimiento de Monod y realizando las siguientesconsideraciones:

- La molécula orgánica es soluble en agua y no tóxica
- El sustrato está limitando factores de crecimiento orgánicos e inorgánicos presentes en exceso en la necesidad del organismo

El objetivo del artículo tomado como referencia es de interpretar la biodegradación experimental de los datos p-xileno y naftaleno en agua en un nuevo tipo de reactor de biopelícula, como es elbiorreactor de suelo inmovilizado. Además, formular la cinética de la biodegradación usando un modelo cinético adecuado.
Las comunidades microbianas más predominantes fueron las poblaciones de Pseudomonas acidovorans y Chryseobacterium indologenes en el cultivo mixto de microorganismos, ambos son de respiración aerobia.

Los microorganismos P. Acidovorans (Comamonas acidovorans) se encuentranpresentes en el petróleo de los suelos contaminados. Los microorganismos, encargados de biodegradar los hidrocarburos de este estudio, se originaron a partir del petróleo en suelos contaminados.

DETERMINACIÓN DE LAS CONSTANTES CINÉTICAS DEL MODELO CIENTICO DE MONOD

Se tomaron los datos experimentales de la figura 4 del artículo de µ y S
[pic]
[pic]
[pic]
Ajustando los datos por medio de unaregresión lineal.



|µ (1/h) |S |1/µ |1/S |
|0,00025 |0,01 |4000 |100 |
|0,001 |1 |1000 |1 |
|0,0018 |2 |555,555556 |0,5 |
|0,002 |3 |500 |0,33333333 ||0,0021 |5 |476,190476 |0,2 |
|0,0026 |7 |384,615385 |0,14285714 |
|0,004 |11 |250 |0,09090909 |
|0,0045 |25 |222,222222 |0,04 |
|0,0046 |40 |217,391304 |0,025 |


TABLA 1. Datos...