Modelamiento matemático y optimización del proceso de producción de polihidroxialcanoatos empleando la bacteria Burkholderia cepacia B27 a partir de ácidos grasos

En el presente trabajo se desarrolló un modelo matemático que reproduce el comportamiento de la bacteria Burkholderia cepacia B27 en el proceso de producción de PHAs (Polihidroxialcanoatos) con aceite vegetal, con el fin de ser utilizado para plantear alternativas de optimización del proceso. Los ef...

Full description

Autores:
Mendez Reyes, Daniel Alexander
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2016
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/57458
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/57458
http://bdigital.unal.edu.co/53725/
Palabra clave:
66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Burkholderia cepacia
Polihidroxialcanoatos
Optimización
Modelamiento
Aceite vegetal
Bioproceso
Polyhydroxyalkanoates
Optimization
Modelling
Vegetal oil
bioprocess
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Description
Summary:En el presente trabajo se desarrolló un modelo matemático que reproduce el comportamiento de la bacteria Burkholderia cepacia B27 en el proceso de producción de PHAs (Polihidroxialcanoatos) con aceite vegetal, con el fin de ser utilizado para plantear alternativas de optimización del proceso. Los efectos de inhibición y limitación por la fuente de carbono y nitrógeno fueron verificados con experimentos en Erlenmeyer y bioreactor, otros fenómenos como la inhibición por producto y biomasa fueron estudiados, encontrando que la consideración de inhibición por biomasa permite predecir los experimentos por lote con alta concentración de sustratos. También se observó cambio en el rendimiento biomasa-nitrógeno dependiendo de la disponibilidad de nitrógeno en el medio de cultivo, por lo que se incluyó una función para este parámetro. El modelo desarrollado presentó un buen ajuste para los perfiles de biomasa, producto y sustratos (E≈ 0.85), lo que indica que el modelo propuesto explica correctamente el proceso de producción de PHAs. Para la optimización del proceso se evaluaron diferentes estrategias operacionales, alcanzándose concentraciones de biomasa de 15.5 g/L peso seco con acumulación del 86 % en polímero. Como resultado de la optimización, se lograron mejoras en el rendimiento de la producción, aproximadamente del 20 %. Finalmente, se observa que es necesario evaluar la influencia de diversos factores (biomasa, concentración de polímero) que impiden obtener concentraciones de biomasa mayores, con el fin de aumentar los rendimientos y la productividad del proceso.