Problemas Batch alimentado

Ing. Bioq. II. Año 2006
PROBLEMAS IV
SISTEMAS DE CULTIVO II
1- Se quiere diseñar un Trabajo Práctico de Batch alimentado (BA). Si las
condiciones operativas deberán ser las siguientes:
F (L/h) = constante
Sr (g/L) = constante
Volumen inicial = 2 L
Volumen de alimentación = 2L
Tiempo de alimentación = 6 horas
a) Calcular la concentración del sustrato limitante en la alimentación
b) Qué valor tendrá la velocidad específica de crecimiento a las 3 horas de
alimentación
Parámetros del batch:
Yx/s=0.45 g sust/g biom
max=0.40 h-1
Xo=7.0 g/L So=0 (al inicio de la
alimentación).
Considere que no existe formación de producto y que el mantenimiento es nulo.
Rta: Sr=37.5 g/L, max=0.18 h-1
2- Se realizó un cultivo en batch alimentado, para lo cual un biorreactor con un
volumen inicial de 10 L de un medio compuesto por glucosa, (NH 4)2SO4 y sales
minerales fue sembrado con un inóculo de 0,2 g/l, permaneciendo en etapa de batch
durante 12 horas, momento en el cual la concentración de glucosa se hizo cero. En
ese instante se inició la alimentación agregando un total de 2250 g de glucosa y
demás constituyentes del medio. Si se alcanzó un total de 1234,2 g de biomasa.
a) Cuál fue la concentración inicial de glucosa y la mínima de (NH 4)2SO4 del medio
empleado en la etapa de batch?
b) Cuántos moles de O2 se consumieron en cada etapa?
Datos:
m = 0,4 h-1
Considerar que el microorganismo empleado presenta t Lag = 2 horas composición
standard y que Yx/s se mantuvo constante durante ambas etapas.
Rta: So= 21.44 g glucosa/L
C(NH4)2SO4=5.05 g/L O2 batch= 6.3 moles O2/L
O2 batch alim = 6615 moles O2/L.
3- Se cultivó un microorganismo operando el biorreactor en sistema batchalimentado. La composición de la alimentación fue: glucosa (248 g/l), (NH4)2SO4 y
sales. El caudal de alimentación fue del tipo exponencial y el pH se mantuvo
constante e igual a 6,8 mediante adición de NaOH 9N.
Al momento de iniciar la alimentación las condiciones eran:
Xo = 5 g/l Vo = 25 l glucosa = 10 g/l
y al finalizar la alimentación:
Xf = 22 g/l Vf = 35 l glucosaf = 15 g/l Vol de NaOH adicionado = 500 ml
a) Calcular el rendimiento en base a glucosa.
b) ¿Cuáles pueden ser las causas por las que se acumuló glucosa en el biorreactor?
Discuta como sería el perfil de sustrato versus tiempo en las diferentes posibilidades
de acumulación de sustrato.