GUIA DE PROBLEMAS. 1. El crecimiento de S. cerevisae sobre glucosa en condiciones anaeróbicas puede ser descripta por la siguiente ecuación:

Transcripción

1 Guía de Problema GUIA DE PRBLEMA. El crecimiento de. cereviae obre glucoa en condicione anaeróbica puede er decripta por la iguiente ecuación: C6 6 + β N 0.59 C +.C N ( biomaa) C C.. Determine el coeficiente de rendimiento de la biomaa repecto a la glucoa... Determine lo iguiente coeficiente de rendimiento del etanol y de dióxido de carbono repecto a la glucoa... Determine el coeficiente β.. El crecimiento aeróbico de. cereviae obre etanol e decribe como igue: C Y p C 0.5 p N Y x C.704 N ( biomaa).. Determine lo rendimiento eñalado en la reacción, abiendo que el cociente de repiración RQ= Indique tanto lo valore numérico como u unidade... Etime lo coeficiente etequiométrico de la reacción. E poible realizarlo con lo dato diponible?.. La degradación aeróbica de ácido benzoico por una comunidad de microorganimo utiliza amoníaco como fuente de nitrógeno. Coniderando que lo único producto de la reacción correponden a la mineralización del compueto:.. Ecriba la reacción bioquímica que repreenta ete proceo... Conociendo que RQ=0.9, etime lo coeficiente etequiométrico de la reacción potulada. 4. La fermentación de levadura puede er decripta por la iguiente reacción: + a C b + C N C 6 0 N + d + e C + f C 6 6 (glucoa) (levadura) (etanol) El fermentador e continuamente monitoreado con un enor de oxígeno y un enor de C. A partir de la medicione, e puede determinar el cociente de repiración (RQ), definido como el numero de mole de C producido por mole de conumido durante la fermentación. Dado RQ y el rendimiento a levadura Yx (definido como lo gr de levadura producido por gr de glucoa conumida), encuentre el rendimiento a etanol Yp (definido como lo gr de etanol producido por gr de glucoa conumida). Cuando Yx=0.5, encuentre Yp para RQ= Y RQ=.08, comente lo reultado obtenido. 5. e dipone información de la variación de µmax con la temperatura para la E. coli. Dibuje log (µ) v /T. Determine la temperatura óptima que permita maximizar la velocidad de crecimiento. E=58J/mol, G= 550 kj/mol, A=.x0 0, B=.0 x0 90.

2 Guía de Problema 6. Un fermentador batch genera lo iguiente dato Tiempo (h) Biomaa (g/l) utrato (g/l) Etime la longitud de la fae de demora, la velocidad de crecimiento epecífico, tiempo de duplicación y el coeficiente de rendimiento biomaa a utrato 7. Lo iguiente dato fueron obtenido para Pyrodictium occultum a 98ºC. La corrida e llevó a cabo en auencia de extracto de levadura y la corrida con extracto de levadura. La do corrida inicialmente contienen N. El vol % del producto e reporta en función del tiempo. Tiempo (h) Corrida Corrida Denidad de Denidad de Tiempo célula % célula (célula/ml)x0-4 (h) (célula/ml)x0-4 % a) Cual e el tiempo de la fae de la demora con y in extracto de levadura? b) Cual e la diferencia en la velocidad de crecimiento epecífica de la bacteria? c) Cual e la longitud de la fae etacionaria? d) En cual fae e produce mayoritariamente el? 8. Ecriba la reaccione ( mecanimo de reacción única o reaccione múltiple) y la expreione de velocidad de reacción para X, y P que repreentan lo proceo que e litan a continuación: a) Crecimiento egún Monod, el utrato e utiliza olamente para crecimiento. b) El utrato e empleado para crecimiento de biomaa y mantenimiento. c) La deaparición de utrato etá directamente relacionada con el crecimiento bacteriano. La biomaa también decae por una cinética de muerte.

3 Guía de Problema 9. Conidere lo iguiente dato experimentale: Tiempo, h X, g/m, g/m A partir de la información experimental qué puede concluir repecto al tipo de crecimiento y cinética microbiana?. Jutifique toda u repueta. 0. Un reactor TAC eta operando en etado etacionario. El crecimiento de la biomaa igue un comportamiento del tipo de la ley de Monod in inhibición. La concentración de utrato y biomaa on medida como una función del caudal volumétrico. Deprecie el conumo de utrato para mantenimiento y la velocidad de muerte de la célula y auma Yxp=0. Para la corrida 4, la concentración de utrato fue de 50 g/l y el caudal volumétrico del utrato fue de l/. Corrida (g/l) D ( - ) X (g/l) Determine: a- µ max y b- volumen del reactor c- Yx y Yx. Uno de lo modelo cinético propueto para aquella fermentacione que preentan inhibición por parte del utrato e el de Andrew, cuya expreión matemática e: µ = + µ max + I Lo reultado obtenido obre el crecimiento de un microorganimo en un fermentador agitado de un litro de volumen, alimentado con medio etéril, utilizando ditinto caudale de líquido a lo que correponden ditinto valore de etado etacionario, e recogen en la iguiente tabla:

4 Guía de Problema Caudal, l/h o,g/l, g/l a) Determinar lo parámetro cinético de ete microorganimo b) i el rendimiento celular, Yx e 0.46 g/g. Cuál e la concentración celular de etado etacionario correpondiente a un caudal de 0. l/h?. Encuentre la relación de dilución óptima en un biorreactor continuo operado en etado etacionario que maximice la producción de biomaa. Conidere µ=µ max */(+) y que e deprecia el termino de mantenimiento.. Conidere que una reacción biológica (utrato: glicerol) e lleva a cabo en un quimiotato. La cinética de conumo de utrato correponde a la de Monod combinada con el término de mantenimiento. Conidere que ingrea al itema una mezcla etéril. e diponen de lo iguiente dato: µ max =.0h -, =0.0 g glicerol/l, m =0.08 g glicerol/ gp h, Y x true =0.59 gp/ g glicerol., o=0. g/l a) Derive una expreión de la concentración de biomaa (x) y de utrato () en función de la velocidad de dilución (D). b) Grafique dicha variable v. D. c) Qué efecto ocaiona la incluión del término de mantenimiento?. d) Determine el rendimiento global como una función de la velocidad de dilución (D). 4. Conidere un microorganimo que igue la ecuación de Monod donde: µ max =0.5 h - y = g/l a) En un quimiotato, determine el valor de la velocidad de dilución que permite maximizar la velocidad de producción de célula. Y x = gp/g, 0 =50 g utrato/l b) Para un mimo valor de D, cuánto TAC en erie deberían er uado para reducir la concentración de utrato a g/l. 5. En un itema de do quimiotato en erie, el volumen del primer tanque e de 500 litro y el del egundo de 00 litro. El primer reactor e utiliza báicamente para la generación de maa y el egundo para la producción del metabolito deeado, El caudal de alimentación al primer reactor e de 00 l/h y e alimenta glucoa con una concentración de 5.0 g/l. e diponen de lo iguiente dato adicionale: µ = 0.h Y max X = 0.g / l = 0.4 gp g glu co a a) Determine la concentracione de glucoa y célula a la alida del egundo reactor. b) Auma que el crecimiento de bacteria e depreciable en la egunda etapa, que la velocidad de formación del producto e 0.0 g de P/gP h y Y P =0.6 g P/g glucoa. Determine la concentracione del utrato y producto a la alida del egundo quimiotato.

5 Guía de Problema 6. La fermentación de glucoa a etanol e lleva a cabo en un reactor batch uando un organimo como accharomyce cereviiae. Determine lo perfile de la biomaa, utrato y producto como una función del tiempo. La concentración inicial de glucoa e de 50 g/lt. Dato: Y x =0.08 g/g Y p =0.45 g/g Y xp =5.6 g/g k d =0.0 h - m=0.0 gutrato/(gcélula h) Xo= g/l µ = µ max + =.7 g/lt µ max =0. h - Analice el efecto obre lo perfile temporale i e conidera: a) la velocidad de muerte de la célula, analice el efecto de aumentar la kd b) el termino de mantenimiento