2 modelos cinéticos 141

4
MODELOS CINÉTICOS 1. Se cultivo Aerobacter aerogenes en un medio que contenía glucosa como fuente de carbono, durante 4.5 h se determinó la biomasa del microorganismo por peso y se obtuvieron los datos que se muestran en la tabla. Tiempo (h) 0 0.3 0.6 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Biomasa(g/ L) 0.1 0.09 9 0.102 0.112 0.1 35 0.15 6 0.15 8 0.165 0.1 7 0.17 1 0.16 9 Glucosa (g/L) 2.5 2.4 2.2 1.9 1.6 5 1.43 1.21 1.06 0.8 2 0.6 0.55 a. Determina el valor de la velocidad especifica de crecimiento y el tiempo de duplicación b. Determina el coeficiente de rendimiento Yx/s 2. Un cultivo microbiano crece en un medio simple que contiene 0.3% (p/v) de glucosa, al tiempo cero se inoculó con una suspensión de microorganismos cultivada en el mismo medio. Durante la cinética se midió la densidad óptica (DO) a 420 nm y los datos se muestran en la columna 1. El mismo cultivo microbiano se inoculó en un medio complejo que contiene 0.15% (p/v) de glucosa y 0.15% (p/v) de lactosa; los datos de densidad óptica a 420 nm se muestan en la columna 2. Para estimar la biomasa se determinó que 0.175 unidades de DO equivalen a 0.1mg de biomasa seca por mL. Tiempo (h) DO 1 DO 2 0 0.06 0.06 0.5 0.08 0.06 1.0 0.11 0.06 1.5 0.14 0.07 2.0 0.20 0.10 2.5 0.26 0.13 3.0 0.37 0.18 3.5 0.49 0.26 4.0 0.35 0.32 4.5 0.44* 0.43 5.0 0.52* 0.48 5.5 0.52* 0.50 6.0 0.52 6.5 0.30* 7.0 0.42* 7.5 0.50* 8.0 0.50* *Se hizo una dilución 1:2 de la muestra leerla Determine la velocidad de crecimiento específica, el Yx/s, suponiendo el agotamiento total del sustrato en cada caso.

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EVALUACION APERIODICA DE MICROBIOLOGIA APLICADA

MODELOS CINTICOS1. Se cultivo Aerobacter aerogenes en un medio que contena glucosa como fuente de carbono, durante 4.5 h se determin la biomasa del microorganismo por peso y se obtuvieron los datos que se muestran en la tabla.Tiempo (h)00.30.611.522.533.544.5

Biomasa(g/L)0.10.0990.1020.1120.1350.1560.1580.1650.170.1710.169

Glucosa (g/L)2.52.42.21.91.651.431.211.060.820.60.55

a. Determina el valor de la velocidad especifica de crecimiento y el tiempo de duplicacin

b. Determina el coeficiente de rendimiento Yx/s

2. Un cultivo microbiano crece en un medio simple que contiene 0.3% (p/v) de glucosa, al tiempo cero se inocul con una suspensin de microorganismos cultivada en el mismo medio. Durante la cintica se midi la densidad ptica (DO) a 420 nm y los datos se muestran en la columna 1. El mismo cultivo microbiano se inocul en un medio complejo que contiene 0.15% (p/v) de glucosa y 0.15% (p/v) de lactosa; los datos de densidad ptica a 420 nm se muestan en la columna 2.

Para estimar la biomasa se determin que 0.175 unidades de DO equivalen a 0.1mg de biomasa seca por mL.

Tiempo (h)DO 1DO 2

00.060.06

0.50.080.06

1.00.110.06

1.50.140.07

2.00.200.10

2.50.260.13

3.00.370.18

3.50.490.26

4.00.350.32

4.50.44*0.43

5.00.52*0.48

5.50.52*0.50

6.00.52

6.50.30*

7.00.42*

7.50.50*

8.00.50*

*Se hizo una dilucin 1:2 de la muestra leerla

Determine la velocidad de crecimiento especfica, el Yx/s, suponiendo el agotamiento total del sustrato en cada caso.

3. Se listan los datos para el crecimiento de la cepa M. barkeri 277 medidos para diferentes concentraciones de acetato. Usando esos datos calcule la Ks y (maxAcetato (g/L)0.200.401.12.93.54.1

Vel. Crecimiento (h-1)0.050.100.170.190.1760.183

4. Un microorganismo se cultivo a diferentes concentraciones de sustrato, obtenindose los siguientes datos de velocidad de crecimiento, estima los parmetros cinticos (max y Ks.S (g/L)0.050.250.751.52.5

( (h-1)0.0170.050.120.130.125

5. Los siguientes datos fueron obtenidos para el crecimiento de una cepa de Lactobacillus con glucosa como sustrato limitante en presencia de un exceso de nitrgeno.

t(h)X (mg/L)Glu (mg/L)X (mg/L)Glu (mg/L)X (mg/L)Glu (mg/L)

0,00,100,250,101,000,105,00

0,50,110,230,130,960,254,94

1,50,120,200,250,910,404,88

2,00,130,180,300,860,504,82

2,50,140,150,350,800,604,75

3,00,150,130,400,750,654,68

3,50,160,110,450,690,704,60

4,00,170,090,500,620,804,52

4,50,180,070,550,570,854,44

5,00,190,060,600,470,904,36

a) Para los datos mostrados calcula la velocidad especfica mxima de crecimiento y la constante de saturacin del sustrato.6. En la degradacin de pentaclorofenol se encontraron los siguientes datos de crecimiento para un consorcio microbiano, aplica el modelo adecuado para calcular los parmetros cinticos Ks, Ki y (max pentaclorofenol ((g/L)50100200400800120016002000

Vel. Crecimiento (h-1)0.010.040.0450.0490.0430.0390.0330.01

7. En la degradacin de cloroformo se encontraron los siguientes datos de crecimiento para un consorcio microbiano, aplica el modelo adecuado para calcular los parmetros cinticos Ks, Ki y UMax cloroformo ((g/L)1050112160200320480580

( (h-1) 0.010.030.070.0750.0650.030.0150.01

8. Se realiz un cultivo de levaduras para producir etanol usando, glucosa como fuente de carbono, en la tabal se muestran los resultados obtenidos. Con base en estos calcula los parmetros de crecimiento, de formacin de producto y consumo de sustrato

0

1711.278.9

2010.939.8

9. La siguiente informacin se obtuvo en cultivos batch con B. subtilis que creca en maltosa como sustrato limitante, como producto se obtuvo (-amilasa. Determine los parmetros cinticos de crecimiento y formacin de producto.

Tiempo(h)Maltosa (g/l)Biomasa (g/l)(-amilasa (unidades/l)

05.000.10

0.24.960.1220.243

0.44.900.149.540

0.64.840.181.901

0.84.760.2211.34

1.04.660.2691.88

1.54.310.4413.79

2.03.740.7246.93

2.52.801.18712.1

3.01.271.9420.5

3.5002.5433.0

4.002.5645.9

4.502.5371.4

5.002.5196.6

6.002.48122.0

7.002.46146.0

8.002.43171.0

9.002.41195.0

10.003.20201.3

10. Encuentre los parmetros cinticos, de crecimiento y de formacin de producto de los siguientes datos experimentales:

Tiempo(h)Sustrato (g/l)Biomasa (g/l)Producto (mg/l)

054.20.2-

1352.01.2-

3051.02.0-

4050.22.8750

6441.06.01880

8032.16.32700

9027.56.453150

11024.55.973900

13018.45.34800

15015.34.95150