CENTRO DE BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL CBI – SENA Palmira Programa de Tecnicos en Produccion de Biocombustibles y Tecnologos en Procesos Biotecnologicos.Instructor: Jorge Alberto Vasquez. Ejercicios de estequeometría. 1. Completar la siguiente ecuación estequeométrica de un microorganismo que utiliza como fuente de carbono y energía un carbohidrato en aerobiosis. En este caso el nitrógeno no esta presente en el balance aunque representa un promedio del 10.85 % de la composición mínima del microorganismo mientras que las cenizas representan un 5%. La composición del microorganismo es C 3.92 H6.5 O1.94 y el rendimiento en biomasa (gr X/ gr sustrato) es de 0.5. CH2O + O2 → C3.92 H6.5 O1.94 + CO2 + H2O 2. Igual que en 1 pero con hidrocarburos como fuente de carbono y energía. Rendimiento en biomasa (gr X/ gr sustrato) es de 1.00. CH 2 + O2 → C3.92 H6.5 O1.94 + CO2 + H2O 3. Completar la siguiente ecuación estequeométrica de un microorganismo que utiliza como fuente de carbono y energía glucosa en aerobiosis. Las cenizas representan un 5% de la composición del organismo. La composición del microorganismo es C4.4H7.3O1.2 N0.86 y el rendimiento en biomasa (gr X/ gr sustrato) es de 0.66. C6H12O6 + O2 + NH3 → C4.4H7.3O1.2 N0.86 + CO2 + H2O 4. Igual que en 1 pero con hexadecano como fuente de carbono y energía. Rendimiento en biomasa (gr X/ gr sustrato) es de 0.66. C 16H34 + O2 + NH3 → C4.4H7.3O1.2 N0.86 + CO2 + H2O 5. Candida utilis convierte glucosa a CO2 y H2O durante el crecimiento. La composición mínima es CH1.84O0.55 N0.2 más 5% de cenizas. El rendimiento de YXS es 0.5 g/g. Amonio fue usado como fuente de nitrógeno. Cual es la demanda de oxígeno con crecimiento comparada con la reacción sin crecimiento? . Sabiendo que la ecuación de oxidación de la glucosa es: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O C. utilis es también capaz con de crecer usando como sustrato al etanol produciendo células con la misma composición mínima anterior. Cual es el rendimiento de biomasa máximo en etanol comparado con el de glucosa. 6. Klebsiella aerogenes consume glicerol para producir biomasa en aerobiosis. La biomasa contiene 8% de cenizas, y el rendimiento es de 0.4 g de biomasa por gr de 1 05 g/g para la bacteria. En un sistema cultivo continuo de levadura se producen 0.25. coli es proporcional al crecimiento celular.22 más 6% de cenizas. La fórmula molecular de la biomasa es CH 1.79O0. El sustrato es fuel-oil y la fórmula molecular de la biomasa es CH1.48 g/g para una cepa no recombinante. Este organismo es producido aerobicamente a partir de metanol y con amonio como fuente de nitrógeno.55N0.2. Cual es la demanda máxima de oxígeno.glicerol y no se forman otros productos del metabolismo.31N0. El rendimiento de biomasa es de 048 g/g y el rendimiento de proteína a partir de glucosa es del 22% respecto del celular. Se desea producir proteína unicelular para alimentación animal a partir de Pseudomonas 5401. 11.92 g/g.36N0. 10. La ecuación de la reacción química de conversión de etanol en ácido acético es: C2H12O + O2 → C2H4O2 + H2O El ácido acético es producido a partir de etanol por la bacteria Acetobacter aceti. Amonio es la única fuente de nitrógeno para el consumo aeróbico de glucosa. La fuente de nitrógeno es amonio y ambos casos la fórmula molecular de la biomasa es CH1. La levadura Saccharomyces cereviseae y la bacteria Zymomonas mobilis produce etanol a partir de glucosa bajo condiciones de anaerobiosis sin otro aceptor de electrones externo.2 . cuánto amonio se requiere? cual es la demanda de oxígeno? Si el rendimiento de biomasa es de 0. La fuente de nitrógeno es amonio y la fórmula molecular de la biomasa es CH 1.11 g/g para la levadura y de 0. Como afecta el crecimiento la demanda de oxígeno para la producción de ácido acético? 2 .56N0. cual es el rendimiento de etanol en glucosa en ambos casos? como son los rendimientos comparados con el máximo? 9.37 g de biomasa por gr de glucosa y se consumen 088 g deO 2 por gr de biomasa formada.25 . Methylophilus metylotrophus es usado como fuente de proteína unicelular. 8. cual es la diferencia en el requerimiento de amonio y de oxígeno.17.8O0.68O0.5N0. Si el rendimiento de biomasa en metanol es 42% del rendimiento termodinámico máximo?.14 g/g y el de producto de 0. . 12. si la concentración final de biomasa es 25 g/l cual es la mínima concentración de (NH)2SO4 que debe contener el medio de cultivo si es la única fuente de nitrógeno disponible.El rendimiento de biomasa a partir del sustrato es de 0. Cual es el requerimiento de oxígeno en términos de masa? 7. Se produce algún otro producto?. La producción de proteína recombinante en E.83O0. La proteína recombinante tiene una fórmula general de CH1. El rendimiento de biomasa a partir de glucosa es de 0.8O0. que tiene una fórmula molecular de biomasa de CH 1.55O0. Amonio es la fuente de nitrógeno.5N0. 6 0.236 0. butírico por Clostridium acetobutylicum utilizando glucosa como fuente de carbono y energía en cultivos de tipo continuo.8 45 46 46. -4 Y x/s verdadero 2.332 0.72 -1 Y x/s (g peso seco /mol glucosa) 40 42. Se obtuvieron los siguientes resultados para el rendimiento de biomasa en función del sustrato (Yx/s).5 * Estimar el coeficiente de mantenimiento (m) y el rendimiento Respuesta: Yxs = 48.Problemas Biotecnología I.2 3 .04 -1 Y x/s (c-mol biomasa/c-mol glucosa) 0. Al trabajar a diferentes velocidades de dilución (D) . Para obtener vacunas acelulares se desarrollan cultivos en fermentadores para la producción de antigenos como la toxina pertussis (PT) y lipopolisacaridos (LPS) que luego serán utilizados para la vacunación a) se inició un sistema continuo de -Bordetella pertussis y se trabajo a distintas velocidades de dilución (D). siendo la fuente de carbono y energía el glutamato. Se estudió la producción de acético y ac.5 43. m = 5.14 0. 96 10 mol gluc/X h.03 0. Bordetella pertussis es el agente causal de al Tos convulsa o coqueluche.475 0. obteniéndose distintos .9 44.426 0. Sistemas de Cultivo 1.Y x/s experimentales que se muestran en la siguiente tabla: D (h ) 0.18 . D(h ) 0. los resultados se muestran en la siguiente tabla: sust.9 y la concentración de glutamato inicial fue de 10.2 Y PT / X (mg / g X) 1. c) en le siguiente experimento se trabajó con distintos sustratos limitantes(glutamato.28 Y LPS / X (µg/g) 2.06 .12 2.14 0. b) se hicieron cultivos en batch y continuo y se obtuvieron los siguientes resultados sist. PT y LPS para los dos sistemas de cultivo. Calcularlas 4 .77 0.05 0.24 * calcular el coeficiente de mantenimiento (m) y el Y x/s verdadero.1 2.02 0.093 0. limitante glutamato hierro cistina fósforo Y x/s (c-mol X/ c-mol glut. hierro.87 6.05 0.1 PT (mg/l) 1.59 ..01 2.05 0. y el tiempo muerto= 24 hs.05 0. de cultivo Batch Continuo X0 (g/l) 0. tener en cuenta que para el cultivo en batch el tiempo lag = 6 hs.22 . c-mol de biomasa= 22. cistina y fósforo) y se determinó la conversión de sustrato a biomasa (Y x/s ) y los rendimientos de producto en función de la biomasa ( Y PT / X e Y LPS / X).Y considerar que el tiempo en que setarda en establecer el estado estacionario es de de 40 hs y el tiempo total que duró el sistema en estado estacionario fue de 720 hs.22 0.49 µ (h ) 0.06 -1 * calcular la productividad para biomasa.) 0.9 5.05 -1 * siendo lodatos de c-mol de glutamato= 29.84 y c-mol de PT= 22.46 LPS (µg/l) 4.40.72 D (h ) 0.2 2.0.11 Xf (g/l) 1.7 g/l.17 0. 022mg/l h. agitación= 800 rpm.99 3.86 c-mol gluc/ c-mol X h.046 2. de sustrato en el fermentador y la formación de un polisacárido. considerando los datos de c-mol y explique el efecto de cada factor limitante sobre la biomasa y la producción de PT.9 2.139 mg/l h.06 2. P continuo PT = 0. el pH=7. Se determinó la concentración de biomasa.74 1. se desarrolló un sistema de cultivo continuo.047 0. (cosiderar la concentración de sustrato en le fermentador despreciable) Respuesta: a) Yxs = 0.67 0. P batch LPS = 0.48 1. Los resultados se muestran en la siguiente tabla: S0 (g/l) 1 2 2 3 4 5 5 6 6 6 X (g /l) 0. P continuo LPS = 0.5256 0.61 1. 3. Con el objeto de optimizar un medio de cultivo para producir biomasa de una cepa de Pseudomonas spp. b) P Batch PT = 0. m = 0.043 MgSO4 (0. Como sustrato limitante -1 se utlizó metanol y la velocidad de dilución fue de 0. La concentración de metanol inicial (S0) se fue de 1 g/l.048 1. En el experimento se fue incrementando la concentración del mismo hasta 7 g/l paralelamente se fueron agregando otros sustratos.2 g/l) KCl (0.32 h .5 g/l) CuSO4 (70 µg) Y x/s Adición de nutrientes polisac árido + + - 5 . a concentraciones que se indican en la tabla.15 g/l) (NH4)2SO4 (1.089 ug/l h.366 ug/l h.64 2.34.045 0.07 1.28 0.048 0.02 g/l) Na2HPO4 (0.046 0.productividades de biomasa y Pt en cada caso.07 S residual (g/l) 0.048 0. 0 T = 37 C. donde se trabajo a distintas velocidades de dilución obteniéndose los siguientes resultados: D (h ) -1 biomasa (g/l) glucosa (g/l) Interferon (g/l) 6 .4 4.05 10.61 7.39 h. 5. td = 2.01 etanol (g/l) 0. Yx/s. Se tiene una cepa recombinante de la levadura Hansenula polimorfa a la cual se le ha insertado el gen del interferon humano con el objeto de producirlo industrialmente. tiempo de duplicación (td) .63 g/ gX h . Se realizó un cultivo de levaduras en un bioreactor en condiciones similares a las empleadas en el trabajo práctico.21 8.04 5.7 7 7 1. qp = 0. qs y qp Respuesta: µ = 0.28 h-1.044 FeSO4 (1 mg/l) MnSO4 ( 10 µg/l) + + * Explique brevemente los resultados analizando que pasa con el sustrato limitante en cada caso y estime el rendimiento en cada caso 4.72 22. qs= 1.6 8.18 3.91 1.9 3.88 9.17. Yxs = 0.39 33.51 1.44 g etanol/ g X h. para evaluar cuales son las mejores condiciones para la producción se realizó un sistema de cultivo continuo.4 Calcular los siguientes parámetros: µ.44 glucosa en el medio (g/L) 42.41 3.2 520 0.76 7. los resultados obtenidos en esta experiencia pueden verse en la siguiente tabla: tiempo (h) 0 1 2 3 4 biomasa (g/l) 3. b1) calcule el rendimiento (Yx/s) verdadero b2) se desea realizar un cultivo en batch-alimentado con alimentación exponencial.05 0. Vo= 10 l.049 l/h.12 0.4 0. td (tiempo de duplicación).67 0 0. 6. Xf= 35 g/l. en base a los resultados de la tabla elija la velocidad de crecimiento apropiada y justifique su elección.33 ac. Vf= 55 l.2 0.20 15 6 5 13 5 Considere que la concentración de sustrato limitante (glucosa) en el reservorio fue de 50 g/l.93 tiempo (hs) 0 1 biomasa (g/l) 0.15 0.? b-Determine el qp del producto del metabolismo celular (en este caso ácido acético) X0= 0.15 0. b3) si la concentración concentración en el reservorio de glucosa es de 300 g/l calcule el Flujo inicial (Fo). F = 0.4 24. Calcule el tiempo total de duración de cultivo si las condiciones iniciales son: Xo= 5 g/l.20 0. coli.3 25.52.25 7 .1 25.54 g/l S0= 15 g/l Sf= 4.15 0. tiempo = 24 hs.. Los datos presentados en la siguiente tabla corresponden a la curva de crecimiento de una cepa de E.22 24.0.15 g/l Xf= 4. qs (tasa específica de consumo de sustrato) y explique: a-A que puede deberse que no se observa fase lag. en base a los mismos determine los siguientes parámetros: µ. rendimiento de biomasa en función del producto .08 0.10 0. acético (g/l) 0. Respuesta: Yxs G = 0.21 glucosa (g/l) glucosa consumida (g/l) 15 14.05 0.8 25. 62 2.10 0.89 5. En la siguiente tabla se muestran los resultados de la concentración de etanol en estado estacionario a distintas D: Alta D Intermedia D etanol (mM) Baja D etanol (mM) etanol (mM) 0.15 0.92 1.8 4.66 0.90 g etanol/ g X.15 1.07 0.00 30 65 150 100 8 .55 14.23 0.00 10 60 90 0.35 0.32 0.1 Respuesta: µ = 0.42 0.00 25 65 0.7 13.11 9.08 13.00 0. La concentración inicial de glucosa en el reservorio (S R) fue de 20 g/l.6 5.51 1.3 1. intermedia y baja.25 0.93 0.00 0.44.15 0.10 0.94 7.2 2.31 0.00 0.06 7.05 0. cereviceae creciendo en aerobiosis.25 0.53 14.01 4.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0.56 3.05 0. Grafique µ (velocidad de crecimiento) en función del tiempo en un proceso en batch hasta muerte celular inclusive 8. Ypx = 0.58 0.99 10.42 0.10 0.25 0.4 9.53 4.20 0. Se trabajo con tres concentraciones de sulfato de amonio alta . a .44 11. Yxs = 0.2 4.20 0.49 4. Se estudio el efecto de distintas concentraciones de fuente de nitrógeno (sulfato de amonio) sobre el crecimiento y la producción de etanol en S.45 0.28 0.34 h-1.82 2.18 12.05 0.47 0.15 0.20 0. 7.77 g/ gX h .28 3.34 14.3 0. qs= 0. td = 2 h.82 1. en el reservorio fue de 30 g/l.1 9 10. • Si la glucosa se consume produciendo biomasa.30 0.8 2.29 0.0. biomasa y producción de etanol en aerobiosis.7 3.1 En base a este estudio se decidió realizar un sistema en batch-alimentado con el objetivo de obtener biomasa. Sin embargo se observó producción de etanol en detrimento de la producción de biomasa.01 0. Se midieron las concentraciones de biomasa y etanol en estado estacionario a distintas velocidades de dilución.30 0. cereviceae se estudio el efecto de la velocidad de dilución vs.30 0. D. Se realizaron por lo tanto dos sistemas continuos uno en anaerobiosis y otro en anaerobiosis + 1 M de NaCl.00 0.02 0. Se desea llegar a un volumen final VF = 30 l. etanol y CO2. En otro estudio en sistema continuo de S. glucosa.4 s (g/l) 0. (elija solo un de los tres como representativo) 8.5 5. 1/Y XS arrojo una pendiente de 0.036 y la inversa de la ordenada al origen de 0.20 0. Justifique.0 etanol (g/l) 0.138.10 0. Para el caso de anaerobiosis el gráfico de 1/D vs.00 0. Para el caso del cultivo en presencia de NaCl el valor de la pendiente fue de 0. podría indicar las razones y como las corregiría.2 8.35 70 55 • Si tuviera que elegir entre estos cultivos continuos para la producción de etanol. Para cada estado estacionario se observaron los siguientes resultados. 9.00 6.2 14. cual usaría?.01 0.35 100 120 0.35 134 90 0.36 0. D 0. Se estudio el efecto de aumentar la producción de etanol causada por stress salino.8 8. La concentración de sustrato limitante.3 14. como sería el perfil de YXS y de biomasa en un gráfico vs. partiendo de X0 = 5 g/l y V0 = 5 l y con flujo constante de glucosa de F = 300 ml/ h y SR = 250 g/l.32 0.36 y la inversa de la 9 . Justifique su respuesta.41 Biomasa (g/l) 14. b. Para esto se trabajó con una concentración de NaCl de 1 M. De acuerdo a su interpretación del gráfico elija la concentración de sustrato en el reservorio (Sr) y calcule el flujo. • calcule para ambos sistemas la concentración de biomasa y de producto en estado -1 estacionario si se trabaja a una D de 0. V0 = 5 l .20 h y si la concentración de glucosa en el reservorio fue de 20 g/l y la concentración de la misma en estado estacionario fue de 0. • que sistema usaría para producir etanol Justifique. Como haría para a disminuir el tiempo del proceso o lo que es lo mismo aumentar la productividad. Justifique la respuesta. Diseñe el proceso partiendo de una concentración inicial X0 = 4 g/l y un volumen inicial V 0 = 2 l.15 g/l. En un sistema continuo se estudió la influencia de distintas concentraciones de etanol en el reservorio de alimentación determinándose la µ máxima y la producción de lípidos totales.33 h . En base a su respuesta mencione que otras variables modificaría para aumentar la productividad.2 g/l para ambos sistemas. Para el cultivo en anaerobiosis los otros datos fueron: µMAX -1 = 0.065.15 g/l. b) Se desea realizar un cultivo en batch-alimentado con alimentación constante ( flujo y sustrato) con el fin de producir lípidos. • se desea producir etanol por un sistema de batch-alimentado para esto se parte de los siguientes parámetros X0 = 5 g/l.ordenada al origen de 0. tomando en cuenta el gráfico anterior.429 g/g .1 g/g . • Si tuviera que producir etanol pero con un sistema de batch-alimentado para el caso de anaerobiosis en presencia de 1 M de NaCl y tuviera que elegir un sustrato limitante del crecimiento cual usaría glucosa o NaCl?. KS = 0.35 h . qP = 1. El resultado obtenido se muestra en el siguiente gráfico: a) Si se desea obtener una biomasa final de aproximadamente 50 g peso seco/ l y se sabe que el Yx/s (g biomasa/ g etanol) es de 0. YPX = 8.28 h .48 g/g . el tiempo 10 . Calcule el tiempo total del proceso.6 g/g h y Dcritica = 0. -1 YPX =3. YPS = 0.0 g/g . que tipo de cultivo realizaría Ud. Se realizaron estudios sobre el efecto del sustrato que es fuente de carbono y energía. qP = 0. Considerar para los cálculos el coeficiente de mantenimiento. VF = 25 l. Lipomyces starkey es una levadura capaz de producir una gran cantidad de lípidos que pueden ser utilizados en la industria alimentaria.62 g/g h y Dcritica = 0. 10. en este caso el etanol.30 h .475 g/g. XF= 20 g/l. -1 Para el cultivo en anaerobiosis + 1 M NaCl los otros datos fueron: µMAX = 0. KS = -1 0. YPS = 0. 0 41. D (h-1) 0.54 d) En base a los resultados de la tabla con que velocidad de dilución trabajaría para obtener mayor cantidad de lípidos.0 (mg/g Yx/s (g biomasa/ g etanol) 0. Justifique.12 0.0 43.04 0.0 lípidos biomasa) 15.52 0.total que durará el proceso paa alcanzar una biomasa final de 50 g peso seco.08 0. Justifique brevemente e) Como calcularía el coeficiente de mantenimiento y el rendimiento verdadero (YG x/s).20 biomasa (g/l) 45.0 41.5 44. Tenga en cuenta siempre el gráfico anterior.0 55. 11 . c) Como haría para reducir el tiempo del proceso? haciendo una alimentación exponencial o aumentando la concentración de sustrato en el reservorio?.0 25.48 0.50 0. 79*1) + (16*0. La fuente de nitrógeno es amonio y la fórmula molecular de la biomasa es CH 1.88 g de O2 por gr de biomasa formada.42 c-mol X c-mol S γX = 4 + (1.038 c-moles. es decir la suma de los términos de energía dirigidos a biomasa y a oxígeno es 0.01 = 1 4 Como el balance de energía.56) – (3*0. El rendimiento de biomasa a partir de glucosa es de 0. a) cual es el rendimiento de etanol en glucosa en ambos casos? b) como son los rendimientos comparados con el máximo? 12 .01 moles de O2. se consumieron 0.37 g de biomasa que equivalen a 0.17) = 4. La fuente de nitrógeno es amonio y ambos casos la fórmula molecular de la biomasa es CH1.37 g X g S * c-mol de glucosa c-mol de biomasa = 0.2 . Se produce algún otro producto?.45 Rendimiento de biomasa en función de sustrato.8O0. De acuerdo al balance de energía: y X/S γX + y P/S γP + 4b γS = 1 γS γS y donde b es el consumo de moles de oxígeno 0. La levadura Saccharomyces cereviseae y la bacteria Zymomonas mobilis produce etanol a partir de glucosa bajo condiciones de anaerobiosis sin otro aceptor de electrones externo.45 = 0.79*1 ) – (2*0.95 C-mol de biomasa = 26.5) + (14*0.32 g de O2 es decir 0.45 ≠ 1 implica que se formó un producto 2. Biomasa C-mol = 12 + (1.014 c-moles. En un sistema cultivo continuo de levadura se producen 0.79O0. Por lo tanto se consumieron 0.17.11 g/g para la levadura y de 0.17) 0. es decir 0.05 g/g para la bacteria.88 g de O2. y X/S = 0.16 4 + y P/S γP γS + 4 * 0.42*4.16 Se produjeron 0.5N0.Ejercicios resueltos de estequeometría 13.37 * 30 26.56N0. mientras que por cada g de biomasa.37 g de biomasa por gr de glucosa y se consumen 0. 11 g X g S * c-mol de glucosa c-mol de biomasa = 0.11 * 30 25.5 * 30 25.5 C-mol Etanol = 12 + (3*1) + (16*0.2) 0.9 = 0.5) = 4 13 .95 C-mol de biomasa = 25.9 Glucosa C6H12O6 ⇒ fórmula mínima CH2O = 12 + (2*1) + 16 = 30 C-mol Glucosa Etanol C2H6O ⇒ fórmula mínima CH3O0.0.2b – 3c γX = 4 + (1.5) = 23 El rendimiento de biomasa para Saccharomyces cereviseae expresados en c-mol será igual a: y X/S = 0.a) Según la ecuación de balance energético: y X/S γ X + y P/S γ P + 4 b = 1 γS γX S γS + γS γP = 1 S Dado que es un proceso anaeróbico el término 4b/ γS se elimina.2) = 4. entonces queda: y X/S y P/S γ Convertir unidades a c-mol Biomasa C-mol = γ 12 + (1.8*1) + (16*0. la glucosa y el etanol: Recordar que el grado de reductancia es igual a: γ= 4 + a .5) – (3*0.058 c-mol X c-mol S Ahora hay que calcular el grado de reductancia de la biomasa .2 γS = 4 + (2*1 ) – (2*0.8*1 ) – (2*0.5) + (14*0.11 g X g S * c-mol de glucosa c-mol de biomasa = 0.127 c-mol X c-mol S El rendimiento de biomasa para Zymomonas mobilis expresados en c-mol será igual a: y X/S = 0.9 = 0. 72 -1 Y x/s (g peso seco /mol glucosa) 40 42. por lo tanto: y P/S γP = 1 γS Rendimiento teórico máximo yP/S = 0. cereviseae es un 86.127*4.332 0.9 44.62 c-mol X c-mol S b) El rendimiento teórico máximo debe calcularse como si toda la energía del metabolismo de sustrato fuera dirigido hacia la formación de producto.67 c-mol X c-mol S.5) = 6 Para S.58 c-mol X c-mol S 0. cereviseae el yP/S será y X/S γX + y P/S γP = 1 γS γS yP/S = 0.426 0.8 45 46 46. D(h ) 0. Se obtuvieron los siguientes resultados para el rendimiento de biomasa en función del sustrato (Yx/s).5 a) Estimar el coeficiente de mantenimiento (m) y el rendimiento Y x/s verdadero De acuerdo a la ecuación 14 .475 0.γS = 4 + (3*1 ) – (2*0.6% respecto del máximo mientras que para Z.5 43. Al trabajar a diferentes velocidades de dilución (D) .6 0.5% del máximo teórico Ejercicios Resueltos de Sistemas de Cultivo 1. El rendimiento de producto en sustrato para S.14 0.236 0. mobilis es de un 92.2 + y P/S * 6 = 1 4 4 Para Zymomonas mobilis el yP/S será yP/S = 0. Se estudió la producción de acético y ac. butírico por Clostridium acetobutylicum utilizando glucosa como fuente de carbono y energía en cultivos de tipo continuo. 0050 0.006 2. para evaluar cuales son las mejores condiciones para la producción se realizó un sistema de cultivo continuo.0209 R2 = 0.05 0.1 Y obs = 1 YG + mS µ Si se gráfica la inversa de D vs.0 6.0150 0. a) Para diseñar una alimentación exponencial en un sistema en batch alimentado es necesario saber a que velocidad de crecimiento queremos que crezca el organismo en el proceso.15 15 . Se tiene una cepa recombinante de la levadura Hansenula polimorfa a la cual se le ha insertado el gen del interferon humano con el objeto de producirlo industrialmente.12 0.0006x + 0.08 0.22 -1 biomasa (g/l) 24.0000 -2.20 Interferon (g/l) 15 6 5 13 5 Considere que la concentración de sustrato limitante (glucosa) en el reservorio fue de 50 g/l. Vo= 10 l.8 25.4 24. De acuerdo a la tabla que muestra los resultados de un sistema continuo se elige la D o µ en la cual la productividad es máxima.0 8.0300 0.1 25.10 0.0200 0.85 y la pendiente es el mantenimiento mS = 0.4 glucosa (g/l) 0.0250 0.0100 0. En este caso se eligió la velocidad de dilución 0. Vf= 55 l d) si la concentración concentración en el reservorio de glucosa es de 300 g/l calcule el Flujo inicial (Fo). b) Calcule el tiempo total de duración de cultivo si las condiciones iniciales son: c) Xo= 5 g/l. a) se desea realizar un cultivo en batch-alimentado con alimentación exponencial.9872 Por lo tanto la intersección en el eje y es = 1/ Y G o sea YG = 47.3 25. en base a los resultados de la tabla elija la velocidad de crecimiento apropiada y justifique su elección. la inversa del Yx/s observado se obtiene el siguiente gráfico. 0.0 4.0 0.15 0. donde se trabajo a distintas velocidades de dilución obteniéndose los siguientes resultados: D (h ) 0.0 y = 0. Xf= 35 g/l.05 0.15 0.20 0.0 2. Vo= 10 l y el Yx/s=0.15 = 1.ln Xo Vo µ Por lo tanto t = ln (35 g/l *55l) .34 hs.95 g/l h interferon. = 13 g/l * 0.15 El tiempo total del proceso será 24. c) Si diseñamos el proceso de tal manera que m = 0. Xo= 5 g/l. además consideramos que el mantenimiento es despreciable queda que: F0 SR Despejando F0 = Xo Vo e µ t µ YXS Xo Vo e µ t µ YXS SR F0 F0 = = 5 g/l 10 l e 0.15.15 h−1 0. De esta manera podemos diseñar la alimentación de acuerdo a la ecuación: F SR = Xo Vo e µ t µ YXS + mS Donde se fijan las condiciones iniciales del inóculo.51. vol inicial.51 300 g/l Por lo tanto F0 = 49 ml /h 16 .Productividad = [P] * D ⇒ Prod.ln ( 5g/l * 10 l) 0. etc b) El tiempo total de cultivo para esas condiciones si la alimentación es exponencial será: t = ln X V .15∗0t 0. 17 .