Determinación del modelo cinético de la fermentación de glicerina para la producción de polihidroxialcanoato a dos diferentes escalas.

Abstract

En el presente trabajo de graduación se evaluó la fermentación de distintas concentraciones iniciales de glicerina como fuente de carbono para la producción de polihidroxialcanoato empleando el microorganismo Bacillus megaterium ATCC 14581 a escala de 0.1 L dónde se obtuvo la mayor formación de producto de 0.7844 ± 0.0031 g/L para 20 g/L de glicerina inicial. Para el cumplimiento de lo anterior, se realizó una serie de tres adaptaciones consecutivas de la cepa fermentadora a este sustrato para reducir la fase de adaptación del crecimiento del microorganismo donde se obtuvo una velocidad de crecimiento celular global para la tercera adaptación de 1.3E+08 ± 1.1E+07 g ∗ L!" ∗ h!" en 48 h de reacción. Además, se evaluó el efecto en los rendimientos específicos de la fermentación debido a la introducción de tres distintos flujos de aire a escala de 10 L donde se obtuvo el mayor rendimiento específico de producto con respecto a sustrato de 0.1688 ± 0.0002 (m/m) bajo un flujo de aire de 12 L/min. Se cuantificó y se analizó la concentración de biomasa, glicerina y polihidroxialcanoato obtenida a lo largo del tiempo durante todas las fermentaciones realizadas, a partir de las cuales se determinó un modelo cinético representativo a ambas escalas, basado en el modelo de Monod, el cual permite predecir las concentraciones de las especies involucradas a lo largo del tiempo. Finalmente, se compararon los parámetros cinéticos característicos de cada sistema y la influencia que la escala puede llegar a tener en los mismos, estableciendo que el incremento en la disponibilidad y control de oxígeno, en la resistencia a la transferencia de masa de la fase líquida dado un aumento en la viscosidad y el régimen de flujo observado y en el control interno de temperatura presentado en los sistemas a escala de 10 L resultó en un aumento general de los rendimientos específicos de las fermentaciones a esta escala. (A)