Análisis de estabilidad de un sistema de fermentación acetona-butanol-etanol (abe) a partir de glucosa empleando clostridium acetobutylicum atcc 824 (2013)
El incremento en la demanda de alcoholes obtenidos por vía fermentativa para ser empleados como biocombustibles, ha generado en las industrias la necesidad de aumentar la productividad de estos procesos. Por lo tanto, es imprescindible plantear estudios y análisis para el entendimiento detallado y optimización de los procesos fermentativos para la obtención de alcoholes. La comunidad científica propone que en el diseño de procesos en general debe incluir un análisis riguroso de la estabilidad de los posibles estados estacionarios del sistema. De ésta manera, será viable predecir con mayor certeza el comportamiento dinámico del mismo, y establecer condiciones de operación adecuadas para el desempeño eficiente del proceso. Por esta razón, en el presente estudio se analiza la dinámica y estabilidad en la producción de butanol por fermentación con Clostridium acetobutylicum ATCC 824 en un biorreactor continuo. La respuesta dinámica del sistema se estudió eligiendo como criterio de evaluación la concentración de Butanol obtenida, utilizando dos modelos cinéticos validados experimental y estadísticamente, que describen el comportamiento oscilatorio de cultivos continuos teniendo en cuenta la influencia del pH, inhibición por productos y los parámetros influyentes en el sistema. Además se tomaron como parámetros de bifurcación la Dilución (D) y la concentración de sustrato de alimentación (Sf). Se empleó una rutina de cálculo desarrollado en MatlabO y la herramienta MatcontO para generar diagramas de comportamiento dinámico, valores de estado estacionario y diagramas de bifurcación. Los resultados muestran que es conveniente operar a velocidades de dilución pequeñas (D<0, 1 ) y concentraciones de sustrato de alimentación (Sf) en un rango de 40 a 90 [g/L] para obtener las concentraciones más altas de Butanol. Las implicaciones prácticas de los fenómenos descubiertos se analizan con el objetivo de aplicar una metodología adecuada para este tipo de estudios y de la puesta en marcha de este tipo de bioprocesos.