Universidad Francisco de Vitoria. Biorreactores Examen final. Calificación

Transcripción

1 Universidad Francisco de itoria icenciado en Biotecnoloía 5º r Curso Biorreactores Examen final OMBRE Calificación er EJERCICIO 5, UTOS Se pretende obtener un producto durante el crecimiento de un determinado microoranismo en un quimiostato de 5 Antes de poner en marca la unidad anterior se realizaron diversas pruebas a escala de laboratorio en reactores discontinuos espués de un tratamiento estadístico adecuado de los datos experimentales recoidos en diferentes repeticiones, se obtuvo la información que se recoe en las Fiuras y 2 y que se presenta a continuación Sabiendo que se pretende tratar un caudal de / para obtener una producción de 6 /día de producto y que se cumple un rendimiento del sustrato limitante para el crecimiento acia biomasa de,75 /, complete la Tabla A continuación, justifique cada fila de dica tabla con los cálculos adecuados o se valorarán resultados sin justificar Fiura

2 Fiura 2 Tabla Tabla de respuestas Concepto o cuestión alor Unidades a Factor de dilución,6 puntos,6 - b Tasa específica máxima de crecimiento,6 puntos,2 - c,6 puntos, / d Tasa específica de crecimiento en el quimiostato,6 puntos,6 - e Tasa específica de consumo en el quimiostato,6 puntos,23 - f Tasa específica para la eneración de producto,6 puntos,56 - Concentración de sustrato limitante a la entrada,6 puntos 439 / Concentración de sustrato limitante a la salida,6 puntos 32 / i Concentración de biomasa alcanzada,6 puntos,93 / j Rendimiento de biomasa a producto,6 puntos,35 / k Rendimiento de sustrato a producto,6 puntos,263 / l Tipo de producto,6 puntos Completamente asociado al crecimiento a olumen del quimiostato = 5 ; Caudal que acoe = / 5,6 b y c Fiura Ordenada en el orien = 5 ; endiente = 4 /

3 , 4,2 5 d En un quimiostato en equilibrio,6 e,23,75,6,75 q f j y l Fiura 2 Ordenada en el orien = - ; endiente =,35 / Basta prolonar la recta para ver el corte con los ejes y calcular la pendiente con un valor de qp y el correspondiente de e esta manera sabemos que,35 q q Es un producto completamente asociado al crecimiento,56,6,35,35 q y Balances de materia para sustrato limitante y para biomasa R R Realmente ay dos incónitas

4 el balance de materia para biomasa M B 2 3,,2 5, Otra forma 3,2,6,2,,6 el balance de materia para sustrato limitante; 32 32,2, ecesitamos conocer la concentración de biomasa que se alcanza dentro del quimiostato Como en el apartado j emos calculado el rendimiento de biomasa a producto y conocemos la producción diaria, podemos resolver primero el apartado i i día día producto 4,39 32,94 32,2, ,93,35,33,35,33,33 2,5 2, k Se preunta por /S, se conoce /S y también /, lueo

5 S,75,35 S S,35,75,263 2º EJERCICIO 25 UTOS Tal como se muestra en la Fiura 3, un efluente de acuoso de 5 /, del que se desea eliminar el T presente empleando una laccasa, se bifurca a través de dos tuberías de iual diámetro a primera tubería alimenta un reactor tubular de 25,7 m 3 y la seunda otro reactor tubular cuyo volumen debe calcular a salida de cada reactor se conduce asta un mezclador de corrientes, empleando siempre tuberías de iual diámetro a corriente resultante presenta una concentración en T de mm El reactor de 25,7 m 3 lora una conversión del 99,9 %, reduciendo la concentración de T asta 6 M a enzima presenta 5 mm/min de velocidad máxima y un valor de M de 2 mm Fiura 3 a concentración a la entrada del Reactor es A A entrada,6 mm, A,999,6 mm A 6 mm entrada A final entrada a misma concentración debe aber en la entrada del Reactor 2, porque se reparte el caudal 25 y 25 l/ pero la concentración es una propiedad intensiva

6 a concentración a la salida del Reactor 2 la obtenemos de un balance en el mezclador de corrientes A 25 A 25 mm final,6 mm 25 A 25 mm 5 A 5 25 mm 5,6 mm 25,4 mm a ecuación de diseño para un reactor tubular es M ln A2 A2 A A final entrada M 2 ln 2,3 2 min mmol 5 min final entrada A A A 2entrada A 6 mm ln,4 mm 2entrada mm,3 6 mm,4 mm min mmol 5 min 73,64 3 er EJERCICIO 25 UTOS Responda a las dos cuestiones siuientes A Células de combustible microbianas efinición Objetivo/s Muy breve descripción del proceso con un esquema,5 puntos B efine criterio de escala, punto