Fenomenos de Transporte en Procesos Microbianos

[pic 1]

Fenómenos de Transporte en Procesos Microbianos  

PROFESOR: Gutiérrez Rojas Mariano

Sánchez Vázquez Víctor

[pic 2]

TAREA 4

ALUMNOS:

Castillo López Adriana

García Morales José Manuel

Nieves Morales Oscar

Vazquez Huitron George Michael

Velazquez Correa Michelle Andrea

1. Define los siguientes parámetros y menciona las variables de operación que influyen en ellos:

i) Coeficiente convectivo de transferencia de calor

Definido con la letra “h”, es usado para cuantificar  la tasa de transferencia de calor convectiva de o hacia la superficie de un objeto. Sus unidades  representativas son: W/m2 ºC. (1)

Siendo función principalmente de la velocidad y la temperatura del fluido y de los potenciales cambios de estado que experimenta el fluido durante el proceso de transferencia. (2)

ii) Nabla

Representada con el símbolo  “[pic 3]” y es  la magnitud de la disminución del número de organismos viables. (3)  . Es una magnitud adimensional.

iii) A y Ed de  la ecuación de Arrhenius [pic 4][pic 5]

A : El  factor preexponencial o factor de frecuencia,  es una constante de proporcionalidad que toma en cuenta un número de factores tales como la frecuencia de colisión y la orientación entre las partículas reaccionantes. (4)

En esta constante, existe la influencia de la temperatura.

Ed :  Es la energía de activación, expresada en J/mol o cal / mol. La activación de energía se ha considerado  como la energía mínima que deben poseer las moléculas  de los reactivos  para que ocurra a reacción. (4) (5)[pic 6][pic 7]

iv) “Constante” de destrucción térmica

Representado como “kd”

Depende de la temperatura, composición del medio y cepa bacteriana.

Se refiere al cambio de viables a no viables con respecto a las constantes antes descritas.

2. Considera dos microorganismos cuyas constantes de destrucción térmica están definidas por los parámetros de la siguiente tabla.

[pic 8]

Si ambos  se encuentran como contaminantes en un biorreactor, ¿a cuál tomarías como referencia para diseñar un método de esterilización por lotes?, ¿por qué?

SOLUCIÓN:

Con los datos proporcionados en el problema, se puede realizar el cálculo de la constante de destrucción térmica. Por tanto:

Suponiendo una temperatura de 25 ºC (298.15 ºK), una constante  R de 1.98 cal/ mol · K y realizando las conversiones siguientes:

(75.6 Kcal / mol) ( 1000 cal / 1 Kcal) = 0.0756 cal / mol

(68.4 Kcal / mol) ( 1000 cal / 1 Kcal) = 0.0684 cal / mol

Podemos realizar la siguiente sustitución:

k = A [pic 9]

• k1= 5 x 1035 s-1  [pic 10]

k1=  4.99935 x 1035 s-1

• k2= 5 x 1035 s-1  [pic 11]

k2= 4.99941 x 1035 s-1

Las constantes de destrucción térmica prácticamente son idénticas, pero el MO 1 tiene mayor energia de activacion, su constante de muerte sería más pequeña comparada con el MO2.

3. En la tabla se muestran los resultados de una serie de experimentos realizados  en el laboratorio para la esterilización de un medio de cultivo que contienen una mezcla de vitaminas.

[pic 12]

Si la energía de inactivación para las vitaminas es de 32,500 cal / mol. ¿las vitaminas esterilizas en un lote independiente o en el mismo lote que el medio de cultivo? ¿ Por qué?

Las vitaminas se deben esterilizar en un lote independiente….

4. Los microorganismos A y B contaminan simultáneamente 500 mL de un medio de cultivo que se pretende esterilizar por lotes a 120 ºC. Las concentraciones iniciales y la termosensibilidad de los dos contaminantes son diferentes, la siguiente tabla muestra los resultados experimentales realizados a 120 ºC.

[pic 13]

SOLUCIÓN:

 i)   Calcular el [pic 14]total

Para la  realización de cálculos de MA  se tomará en cuenta hasta el tiempo 3 min y para MB se tomará en cuenta hasta el minuto 4.

[pic 15]total = Ln (Mo V / MF)

[pic 16]total (MA) = Ln [ (108   UFC/ mL) (500 mL) / 15 (UFC / mL)]

[pic 17]total (MA)= 22

[pic 18]total (MB) = Ln [ (104   UFC/ mL) (500 mL) / 7 (UFC / mL)]

[pic 19]total (MB) = 14

[pic 20]total (MA) + [pic 21]total (MB) = 36

ii) Suponiendo que la contribución de nabla de calentamiento y enfriamiento son despreciables, ¿cuánto tiempo debes mantener la temperatura de 120°C?

...