UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS

Biotecnología Alimentaria

Clase 4

CULTIVO CONTINUO

Cultivo Continuo

V

µ

X

S

P

F

X, S, P

F

S

FD

V

F: caudal de alimentación (mL/min) V: volumen de reacción (mL) µ: Velocidad específica de crecimiento (min-1) D: velocidad de dilución (min-1)

Ec. Monod max

s

SD

K S

Gráfica de los recíprocos 1 1 1s

M M

K

D S

S (g/L) D (h-1)

0.04 0.026

0.06 0.035

0.11 0.054

0.16 0.077

0.29 0.114

0.89 0.161

1.07 0.172

A continuación se dan los datos experimentales de un cultivo continuo en estado

estacionario para la producción de biomasa:

Encuentre los parámetros cinéticos de este organismo suponiendo una cinética de

Monod.

y = 1.383x + 4.6965 R² = 0.9962

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30

S (g/L) D (h-1) 1/S 1/D

0.04 0.026 25 38.4615385 0.06 0.035 16.6666667 28.5714286

0.11 0.054 9.09090909 18.5185185 0.16 0.077 6.25 12.987013

0.29 0.114 3.44827586 8.77192982 0.89 0.161 1.12359551 6.21118012

1.07 0.172 0.93457944 5.81395349

1/um 4.6965

um 0.21292452 h-1

KS/um 1.383

Ks 0.29447461 g/L

Solución para calcular los parámetros cinéticos

S

M

DKS

D

Concentración del nutriente limitante en el efluente

Concentración de la biomasa en el reactor

0

0

( )

( )

x s

Sx s

M

X Y S S

DKX Y S

D

Calcular la concentración de biomasa y sustrato limitante en una fermentación continua cuya cinética obedece la Ec. de Monod, siendo sus parámetros cinéticos:

10.31

0.08 /

m h

Ks g L

Para una velocidad de dilución D=0.15h-1 y concentración del sustrato limitante en la alimentación S0= 4 g/L

EJERCICIO

Ventajas del cultivo continuo sobre el cultivo por lote

µ se puede controlar y mantener indefinidamente.

La concentración de biomasa se puede mantener constante

variando la tasa de dilución.

Se puede examinar el efecto de cambios en el cultivo a una

velocidad de dilución

Se puede mantener el crecimiento limitado por un sustrato y

estudiar los cambios en la concentración y actividad metabólica

celular modificando el nutriente limitante del crecimiento.

Permite la determinación exacta de las constantes cinéticas.

Los resultados obtenidos en el cultivo continuo con frecuencia

son más confiables y reproducibles.

Mayores productividades volumétricas .

Ventajas del cultivo continuo sobre el cultivo por lote

Desventajas del cultivo continuo comparado con el cultivo por lote

Pérdida de la cepa original , ya que una cepa crece más

rápido.

Problemas de contaminación

No siempre se puede lograr la producción de algunos

productos no asociados con el crecimiento.

La planta y el equipo auxiliar deben ser confiables para

evitar la interrupción mecánica