En la industria de la biotecnología, el E.coli se cultiva de manera aeróbica las concentraciones más altas posibles en reactores intermitentes o con alimentación intermitente para maximizar la obtención de proteína intracelular. Para evitar la inhibición del sustrato, la concentración de glucosa en el medio inicial de cultivo se restringe a 100 g/dm3 en la carga inicial de 80 dm3 de medio de cultivo en un biorreactor con capacidad de 100 dm3. Después de que gran parte de esta glucosa se consume, se alimenta al reactor una carga de glucosa concentrada (500 g/dm3) con flujo volumétrico constante de 1.0 dm3/h. cuando la concentración de oxígeno disuelto en el medio de cultivo desciende por debajo del valor critico de 0.5 mg/dm3, se produce ácido acético en un modo asociado con el crecimiento con un coeficiente de rendimiento de 0.1 g de ácido acético /g de masa de células. El ácido acético producido inhibe de forma lineal el crecimiento de células con concentración toxica (no hay crecimiento de células) de c*p 10 g/dm3. Encuentre la tasa de flujo volumétrico óptima que maximizará la velocidad total de producción de masa de células cuando el biorreactor está lleno y se suministra la alimentación después de que la glucosa desciende a menos de 10 g/dm3. La concentración del inoculo es de 1g de células /dm3. Tasa de transferencia de masa de oxigeno ; concentración de saturación de oxigeno Aumente el valor de la tasa de transferencia de masa (hasta 1000) o la concentración de saturación de oxigeno (hasta 40 mg/dm3) para μ max=1.2h −1 ks= 1.0 g / dm 3 Y X S = 0.5g/g Y P S =0.3 g/g C∗¿ O 2 =7.5 mg dm 3 ¿ y k O 2 =1 mg dm 3 r g = ( μ max C S k s + C s ) ( C O 2 K O 2 +C O 2 ) ( 1− C p C∗p ) C c q O 2/ C =1.0g deoxigeno/ gde celulas k La =500 h −1 dc O 2 dt = k La ¿ - q o2 /c rg
En la industria de la biotecnologa, el E.coli se cultiva de
manera aerbica las concentraciones ms altas posibles en reactores
intermitentes o con alimentacin intermitente para maximizar la
obtencin de protena intracelular. Para evitar la inhibicin del
sustrato, la concentracin de glucosa en el medio inicial de cultivo
se restringe a 100 g/dm3 en la carga inicial de 80 dm3 de medio de
cultivo en un biorreactor con capacidad de 100 dm3. Despus de que
gran parte de esta glucosa se consume, se alimenta al reactor una
carga de glucosa concentrada (500 g/dm3) con flujo volumtrico
constante de 1.0 dm3/h. cuando la concentracin de oxgeno disuelto
en el medio de cultivo desciende por debajo del valor critico de
0.5 mg/dm3, se produce cido actico en un modo asociado con el
crecimiento con un coeficiente de rendimiento de 0.1 g de cido
actico /g de masa de clulas. El cido actico producido inhibe de
forma lineal el crecimiento de clulas con concentracin toxica (no
hay crecimiento de clulas) de c*p 10 g/dm3. Encuentre la tasa de
flujo volumtrico ptima que maximizar la velocidad total de
produccin de masa de clulas cuando el biorreactor est lleno y se
suministra la alimentacin despus de que la glucosa desciende a
menos de 10 g/dm3. La concentracin del inoculo es de 1g de clulas
/dm3.
=1
=0.3 g/g= 0.5g/g
Tasa de transferencia de masa de oxigeno ; concentracin de
saturacin de oxigeno
y
=-
Aumente el valor de la tasa de transferencia de masa (hasta
1000) o la concentracin de saturacin de oxigeno (hasta 40 mg/dm3)
para ver si se pueden obtener mayores densidades de clulas en el
reactor con alimentacin intermitente.a) Elabore una lista de las
maneras en que podra resolver este problema incorrectamenteb) Cmo
podra hacer este problema ms difcil?
