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TP 2 Biopro Final
TP 2 Biopro Final
TP 2 Biopro Final
Resumen:
Introducción:
Materiales y Métodos:
(1)
El valor de kLa se calcula a partir de la ecuación:
(2)
Cabe destacar que el valor de 7.5mg/L dado para C* vale sólo cuando el gas que está en
equilibrio con el líquido es aire (presión parcial de O2 de 0.21 Atm). En el caso del TP la
presión parcial de O2 estará dada por la composición del gas de salida por lo que en el
cálculo de kLa debe corregirse dicho valor. El valor corregido resulta ser:
(3)
Con estos datos se construyó un gráfico de log kLa vs log rpm.
(4)
Donde C*: solubilidad del O2
N : concentración del tiosulfato
Vm: volumen de Na2SO3.
m: Pendiente
Resultados y Discusión:
Agitacion % O2 % O2
(rpm) salida entrada % O2 salida c/ antiesp(600rpm)
200 20,24 21,04 15,7
400 16,55 21,04
600 10,16 21,04
Tabla 1: % de O2 vs rpm de las diferentes condiciones. En el caso de antiespumante sólo se tomó medida a 600 rpm.
rpm kla(1/hs)
200 34,72
400 186,60
600 420,94
600(antiesp) 221,32
Tabla 3: kLa calculado a partir de (2) vs rpm de las diferentes condiciones, cabe mencionar que C* utilizado fue corregido al
valor de oxigeno a la entrada del fermentador. En el caso del antiespumante sólo se tomó medida a 600 rpm.
3
log kla (hs-1)
0
0 2 4
log rpm
Gráfico 1: Log (kLa) vs log (rpm) en función de los kLa calculados en la Tabla 3.
1° Cuatrimestre 2018. Bioprocesos 1. Universidad Nacional de Quilmes.
titulante (ml)
tiempo (hs)
control (75ml medio) 75 ml medio c/ bafles 150 ml medio
0 8,5 8 7,6 7,5 8 8
0,75 8,6 8,9 9 9 7,8 7,3
1,5 9 8,8 10,5 10,6 - 7,8
2,25 10,1 9,9 12,3 13,3 9 8,1
3 10,1 9,6 14 14,9 9,3 9,3
3,75 10,9 9,9 14,8 15,5 8,7 8,7
Tabla 4: Volumen de titulante vs. Tiempo en la tres condiciones diferentes por duplicado. Las celdas vacías corresponden a
datos que fueron eliminados por tener un error considerable respecto a los valores esperados y que no se pudieron repetir.
15 Serie1
10
(ml)
Serie2
5 duplicado
control
0
0 2 4
y = 0,4838x + 8,2762
y = 0,6705x + 8,2762
R2 = 0,9349
tiempo (hs) R2 = 0,8147
Gráfico 2: Volumen de titulante vs. tiempo para los erlenmeyer con 75 ml de medio de cultivo y su duplicado. Se toma la
pendiente de la serie 1 puesto a que se observan resultados acordes a lo esperado y mejor R 2 (pendiente 0,67)
20 erlenmeyer c/ bafles
vol titulante (ml)
15 duplicado
10 erlen c/bafles
5 erlenm c/bafles
duplicado
0
0 1 2 3 4
y = 2,301x + 7,4857 y = 2,0114x + 7,5952
2
tiempo (hs) 2
R = 0,9774 R = 0,9923
Gráfico 3: Volumen de titulante vs. tiempo para los erlenmeyer con bafles y 75 ml de medio de cultivo por duplicado. Se toma
la pendiente promedio ya que no se observan anomalías ( pendiente 2,16 )
1° Cuatrimestre 2018. Bioprocesos 1. Universidad Nacional de Quilmes.
12 erlenmeyer 150 ml
vol titulante (ml) 10 medio
8 duplicado
6
4 duplicado
2
0 150 ml medio
0 2 4
y = 0,6857x + 7,3286 y = 0,84x + 6,55
2
tiempo (hs) 2
R = 0,9796 R = 0,9156
Gráfico 4: Volumen de titulante vs. tiempo para los erlenmeyer con 150 ml de medio de cultivo por duplicado. Se toma la
pendiente del duplicado ya que es que el presenta menos anomalías respecto de lo esperado ( pendiente 0,84)
pendiente de la
regresion kla
erlenmeyer c/75 ml medio 0,67 21,84
erlenmeyer c/150 ml medio 0,84 27,39
erlenmeyer c/ bafles y 75 ml
medio 2,16 70,4
Tabla 5: relación existente entre la pendiente de los graficos de vol titulante vs tiempo y kla a diferentes condiciones de
erlenmeyer. Cabe mencionar que para el kla obtenido se consideró partir de la ecuación (4) siendo C* = 0,00023 moles de
O2/l (7,5 mg/l), N = 0,06 eq/l y Vm = 2 ml.
Conclusión:
De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que la agitación del sistema es
esencial para establecer los valores de KLa del biorreactor utilizado. Al aumentar la
agitación, se observa un aumento de este parámetro, debido a la formación de burbujas de
menor tamaño que permiten aumentar la superficie de contacto. Por otro lado, el agregado
de un accesorio para romper el vórtice generado por la agitación, como es el caso de los
bafles, permiten mejorar la difusión del oxígeno al medio. Las diferencias de volúmenes, a
su vez, también demostraron ser esenciales para la transferencia de oxígeno, ya que a
mayor volumen, es menor la superficie de contacto por lo que disminuye la transferencia del
gas.
Además, se pudo observar que el efecto de los agregados al medio de cultivo da como
resultado una variación en la transferencia de gases. En ese sentido se pudo comprobar
que el suministro de antiespumante provocó una baja de esta transferencia y por lo tanto del
KLa debido a una disminución en la fuerza impulsora, de acuerdo a la ecuación de la Ley de
Hick.
A modo de conclusión final, se plantea que tanto la agitación, como el volumen de trabajo, y
la presencia de bafles son esenciales para una maximización de la transferencia de oxígeno
en el medio utilizado, y todos los parámetros analizados deben ser tenidos en cuenta para
el diseño de un sistema de cultivo apto para el crecimiento del microorganismo con el cual
se quiere trabajar y así obtener los valores de biomasa dentro del rango de lo esperado.