Cultivo Batch

Año 2006

PROBLEMAS III

SISTEMAS DE CULTIVO I- Cultivos Batch

(parte 1y 2)

1) Se realiza un cultivo batch de Pseudomona sp. y se observan los siguientes resultados experimentales en función del tiempo:

Tiempo

(h) Biomasa

(g/L) Sustrato (g/L) Tiempo

(h) Biomasa

(g/L) Sustrato (g/L)

0 0.1 40 10 1.87 36.2

1 0.13 39.9 11 2.5 34.8

2 0.18 39.8 12 3.35 32.9

3 0.24 39.7 13 4.49 30.5

4 0.32 39.5 14 6 27.2

5 0.43 39.3 15 8 22.8

6 0.58 39 16 10.7 17.1

7 0.78 38.5 17 14.1 9.6

8 1.04 38 18 17.9 1.1

9 1.4 37.2

a) Calcule la velocidad especifica de crecimiento (µmax).

b) Calcule el rendimiento global (Yx/s).

c) Si durante el cultivo se determina una producción global de 606 milimoles por litro de CO2, verifique si en estas condiciones de crecimiento el microorganismo genera algún producto.

Rtas.: µmax=0.29 h-1; Yx/s= 0.46 g/g; No se forma producto.

2) En un experimento de laboratorio se inocularon diferentes medios de cultivo con una suspensión de una bacteria aerobia facultativa (E. coli). El medio sintético empleado en todos los casos contiene la misma concentración de sales y fuente nitrogenada. Las diferencias existentes entre los mismos se observan en la siguiente tabla:

Medio de cultivo S0 pH

(constante) Volumen (ml) de medio de cultivo en frascos de 1l.

A 5 7,0 100

B 10 7,0 100

C 20 7,0 100

D 10 3,0 100

E 10 7,0 300

Los resultados obtenidos se indican en el siguiente gráfico:

Indique a qué tratamientos de la tabla le corresponde cada una de las curvas obtenidas. Justifique sus respuestas.

3) Se crece un microorganismo en tanque agitado de 2 litros de volumen útil a una temperatura de 28 ºC. A las 10 horas de cultivo se agota la fuente de C y Energía. Cuál deberá ser la concentración inicial de sustrato limitante?

Datos:

tlag= 0 horas Yx/s=0.47 g sust/g biom max=0.23 h-1 Xo=0.2g/L

Rtas: Xf= 2 g/L; Sr= 3.8 g/L

4) Cultivando un microorganismo aerobio estricto en batch se obtuvo la siguiente tabla de valores para las horas iniciales del proceso:

Tiempo X

(h) (g/l)

1 0.257

2 0.392

3 0.424

4 0.544

5 0.698

Se empleó un medio de cultivo sintético con la fuente de C como sustrato limitante a una concentración inicial de 14.8 g/L. Se inoculó el reactor a razón del 10 % del volumen con un cultivo cuya biomasa final había sido 2.3 g/L

Calcular:

a) max y tg

b) Hubo fase lag ? Si la hubo, cuál fue su duración?

c) Si el rendimiento celular fue de 0.45 g biomasa / g sustrato, cuál fue la concentración celular máxima alcanzada y en qué momento se obtuvo?

Rta: max=0.25 h-1; tg = 2.77 h; to=0.55 ; , Xf=6.9; tnec=14.15 h.

5) Una bacteria se cultiva en batch en un medio conteniendo glicerol y NH3. El rendimiento celular es 0.50 g biomasa / g glicerol y el max = 0.32 h-1.

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