Este documento describe el diseño y operación de reactores biológicos o bio-reactores en cultivo continuo. Explica que los bio-reactores operan de forma continua en industrias como la producción de levaduras, tratamiento de efluentes y conversiones enzimáticas. Describe los diferentes modos de operación continua como el quimostato y el flujo pistón, y explica las características, componentes y ventajas del cultivo continuo como la alta productividad. También cubre conceptos como la determinación de las condiciones óptimas de má
Este documento presenta conceptos básicos sobre balances de masa y electrones en ingeniería celular. Explica la ecuación general de balance de masa y diferencia entre balances diferenciales e integrales. También cubre simplificaciones para procesos en estado estacionario y sin reacciones. Incluye ejemplos de balances para procesos de filtración continua, fermentación continua de ácido acético y producción de goma xantana. Por último, introduce conceptos como estequiometría del crecimiento celular, balances de electrones, rendimiento y demanda te
Este documento resume conceptos clave sobre el balance de materia en bioprocesos. En pocas oraciones, explica que el balance de materia cuantifica la entrada y salida de material en un sistema, ya sea cerrado o abierto, estacionario o no. Además, cubre métodos para cuantificar el crecimiento microbiano y conceptos como la estequiometría del crecimiento y la producción de productos.
El documento presenta un proyecto de automatización de la operación de secado en un secador de bandejas realizado por tres estudiantes de Ingeniería Química. El objetivo general del proyecto es automatizar el proceso de secado para permitir un control y seguimiento riguroso de los parámetros de operación. El documento describe los componentes teóricos como PLC, programación ladder y sistemas de control, el proceso de secado, la modelación matemática y la programación realizada en PLC y LabVIEW para automatizar el proceso.
1. Se presenta información sobre una reacción química elemental en fase gaseosa, incluyendo valores de conversión de equilibrio a diferentes temperaturas. Se pide calcular las constantes de equilibrio correspondientes y determinar el calor de reacción.
2. Se analiza una reacción irreversible de segundo orden en fase gas, y se pide derivar una expresión para mostrar la variación del volumen con la conversión.
3. Se estudia una reacción que ocurre en un reactor de flujo, y se piden las ecuaciones que muestran cómo var
Ejercicios resueltos de balance de energía sin reacción químicaSistemadeEstudiosMed
Este documento presenta la resolución de un ejercicio de balance de materia e energía en un sistema abierto sin reacción química. Se pide calcular la cantidad de calor necesaria para calentar una mezcla equimolar de benceno y tolueno de 10°C a 50°C. Se realizan balances de materia y energía, determinando las corrientes de entrada y salida, y calculando las entalpías específicas de cada sustancia. El calor requerido es de 22,1766 kJ por cada 100 mol de alimentación.
Este documento describe un laboratorio sobre la determinación de biomasa mediante diferentes métodos como peso húmedo, peso seco y turbidimetría. El objetivo es determinar la concentración de biomasa usando estos métodos y comparar su efectividad. Se toman muestras de levadura de pan y se miden sus pesos húmedo y seco, también se realizan diluciones y se miden sus absorbancias. Los resultados se usan para graficar absorbancia contra peso húmedo, peso seco y conteo celular y así hallar factores de
La destilación es un método que se usa para separar los componentes de una solución líquida, el cual depende de la distribución de estos componentes entre una fase de vapor y una fase líquida. Ambos componentes están presentes en las dos fases. La fase de vapor se origina de la fase líquida por vaporización en el punto de ebullición
Este documento trata sobre conceptos básicos de fermentación microbiológica industrial. Explica que la fermentación se define como un tipo de metabolismo microbiano donde la energía se genera a través de la fosforilación de sustratos y moléculas orgánicas actúan como aceptores finales de electrones. También describe procesos de fermentación como la propagación de cultivos, fermentación, separación de productos y tratamiento de efluentes. Por último, analiza factores que influyen en la fermentación como la temperatura, pH y oxígen
Este documento presenta conceptos básicos sobre balances de masa y electrones en ingeniería celular. Explica la ecuación general de balance de masa y diferencia entre balances diferenciales e integrales. También cubre simplificaciones para procesos en estado estacionario y sin reacciones. Incluye ejemplos de balances para procesos de filtración continua, fermentación continua de ácido acético y producción de goma xantana. Por último, introduce conceptos como estequiometría del crecimiento celular, balances de electrones, rendimiento y demanda te
Este documento resume conceptos clave sobre el balance de materia en bioprocesos. En pocas oraciones, explica que el balance de materia cuantifica la entrada y salida de material en un sistema, ya sea cerrado o abierto, estacionario o no. Además, cubre métodos para cuantificar el crecimiento microbiano y conceptos como la estequiometría del crecimiento y la producción de productos.
El documento presenta un proyecto de automatización de la operación de secado en un secador de bandejas realizado por tres estudiantes de Ingeniería Química. El objetivo general del proyecto es automatizar el proceso de secado para permitir un control y seguimiento riguroso de los parámetros de operación. El documento describe los componentes teóricos como PLC, programación ladder y sistemas de control, el proceso de secado, la modelación matemática y la programación realizada en PLC y LabVIEW para automatizar el proceso.
1. Se presenta información sobre una reacción química elemental en fase gaseosa, incluyendo valores de conversión de equilibrio a diferentes temperaturas. Se pide calcular las constantes de equilibrio correspondientes y determinar el calor de reacción.
2. Se analiza una reacción irreversible de segundo orden en fase gas, y se pide derivar una expresión para mostrar la variación del volumen con la conversión.
3. Se estudia una reacción que ocurre en un reactor de flujo, y se piden las ecuaciones que muestran cómo var
Ejercicios resueltos de balance de energía sin reacción químicaSistemadeEstudiosMed
Este documento presenta la resolución de un ejercicio de balance de materia e energía en un sistema abierto sin reacción química. Se pide calcular la cantidad de calor necesaria para calentar una mezcla equimolar de benceno y tolueno de 10°C a 50°C. Se realizan balances de materia y energía, determinando las corrientes de entrada y salida, y calculando las entalpías específicas de cada sustancia. El calor requerido es de 22,1766 kJ por cada 100 mol de alimentación.
Este documento describe un laboratorio sobre la determinación de biomasa mediante diferentes métodos como peso húmedo, peso seco y turbidimetría. El objetivo es determinar la concentración de biomasa usando estos métodos y comparar su efectividad. Se toman muestras de levadura de pan y se miden sus pesos húmedo y seco, también se realizan diluciones y se miden sus absorbancias. Los resultados se usan para graficar absorbancia contra peso húmedo, peso seco y conteo celular y así hallar factores de
La destilación es un método que se usa para separar los componentes de una solución líquida, el cual depende de la distribución de estos componentes entre una fase de vapor y una fase líquida. Ambos componentes están presentes en las dos fases. La fase de vapor se origina de la fase líquida por vaporización en el punto de ebullición
Este documento trata sobre conceptos básicos de fermentación microbiológica industrial. Explica que la fermentación se define como un tipo de metabolismo microbiano donde la energía se genera a través de la fosforilación de sustratos y moléculas orgánicas actúan como aceptores finales de electrones. También describe procesos de fermentación como la propagación de cultivos, fermentación, separación de productos y tratamiento de efluentes. Por último, analiza factores que influyen en la fermentación como la temperatura, pH y oxígen
El documento describe un experimento para medir el pH y la acidez titulable de muestras agroindustriales utilizando potenciometría. Explica cómo medir el pH de una muestra con un pH-metro y cómo determinar la acidez titulable mediante la titulación de la muestra con una solución alcalina hasta cambiar de color un indicador. El documento también proporciona fórmulas y métodos para calcular los resultados.
El documento describe los métodos para determinar la humedad y las cenizas en los alimentos. Explica que la determinación de humedad es importante para evaluar la calidad y estabilidad de los alimentos, así como para realizar cálculos nutricionales. Describe el método de secado en horno para medir la humedad y el método de cenizas en seco para medir los residuos inorgánicos mediante la quema de la muestra. El objetivo es que los estudiantes aprendan estos métodos analíticos básicos aplicándolos
Este documento presenta cuatro problemas relacionados con fenómenos de transporte. El primero y segundo problema estiman la viscosidad de gases a altas presiones y temperaturas. El tercer problema predice la viscosidad de oxígeno, nitrógeno y metano a presión atmosférica y 20°C. El cuarto problema deduce el perfil de velocidad de una película de fluido descendente y demuestra que la distribución de velocidad viene dada por una ecuación.
El documento presenta información sobre la separación física por centrifugación. Explica que la centrifugación separa líquidos o sólidos basándose en su densidad aplicando fuerzas centrífugas. Define conceptos como la zona neutra y las ecuaciones que describen las velocidades de sedimentación. Describe los equipos de centrifugación como las centrífugas tubulares y de discos, y sus aplicaciones en la industria alimentaria como la obtención de nata y leche desnatada. Finalmente, detalla los materiales y métodos para realizar una centrifugación de
Factores fisicoquímicos que afectan el proceso de fermentacion.dianastrada
La fermentación es un proceso realizado por microorganismos que catalizan reacciones sobre compuestos orgánicos y liberan energía. Los principales tipos de fermentación son la láctica, alcohólica, acética y butírica. La temperatura, el pH y la disponibilidad de oxígeno son factores cruciales que afectan la tasa de fermentación y la producción de subproductos. El oxígeno es esencial para la mayoría de microorganismos pero su solubilidad depende de la presión parcial y la const
El documento describe el proceso de lixiviación o extracción sólido-líquido. Explica que la lixiviación es un proceso industrial usado para extraer solutos de un sólido mediante un disolvente líquido. También describe los equipos y variables involucradas en el proceso de lixiviación a gran escala y de laboratorio.
Este documento presenta la resolución de 17 problemas relacionados con operaciones unitarias de secado de alimentos. Los problemas cubren temas como la determinación de humedad, humedad relativa y saturación a partir de datos de temperatura y presión de vapor; el uso de gráficas psicrométricas; y cálculos relacionados con el secado por circulación cruzada, velocidad de secado y diseño de secadores. El documento proporciona datos, procedimientos de cálculo y resultados para cada problema resuelto.
Este documento contiene varios ejemplos resueltos relacionados con la cinética de reacciones químicas. El Ejemplo 2.1 presenta un mecanismo de reacción propuesto para la descomposición térmica de la acetona y resuelve las ecuaciones cinéticas para obtener la expresión de la velocidad y la energía de activación global. El Ejemplo 2.2 calcula la energía de activación para la descomposición del NO2 a partir de datos experimentales. El Ejemplo 2.3 analiza un mecanismo de reacción para
Este documento trata sobre balances de materia en procesos químicos con reacciones. Explica conceptos clave como reactivo limitante, reactivo en exceso, fracción de conversión y métodos para realizar balances de materia en procesos reactivos como balance por especies moleculares, atómicas y grado de avance. También cubre procesos de combustión e incluye ejemplos para ilustrar los diferentes métodos de balance.
Determinaciòn de azúcares reductores por espectrofotometría (método dns)Jhonás A. Vega
El documento describe un método para determinar azúcares reductores mediante espectrofotometría utilizando el reactivo DNS (ácido 3,5-dinitrosalicílico). Se construye una curva patrón de glucosa y se mide la absorbancia de muestras a 540 nm. Los resultados muestran las absorbancias obtenidas de dos muestras en dos laboratorios diferentes, así como el cálculo de la media y desviación estándar para cada conjunto de datos.
Practica 1 de analisis alimentos humedad y masa secaYAZURAYDY
El documento presenta los métodos para determinar la humedad en alimentos. Se explica que existen tres formas en que se encuentra el agua en los alimentos: como agua de combinación, adsorbida o en forma libre. Los métodos más comunes para determinar la humedad son los de secado, como el secado en estufa o en estufa de vacío, los cuales se basan en medir la pérdida de peso de la muestra luego de evaporar el agua. También se mencionan otros métodos como la destilación azeotrópica y el
Este documento describe tres métodos principales para determinar el contenido de cenizas en los alimentos: 1) cenizas en seco, 2) cenizas en húmedo y 3) cenizas a baja temperatura. El método de cenizas en seco implica la ignición de la muestra en una mufla a altas temperaturas, mientras que el método húmedo usa ácidos y agentes oxidantes. El método de baja temperatura oxida la muestra usando plasma a temperaturas más bajas para evitar la volatil
El documento describe los pasos para preparar un inóculo microbiano para procesos industriales. Explica que un inóculo debe contener una cantidad adecuada de microorganismos viables y que las etapas incluyen la reactivación de la cepa, el crecimiento en medio sólido o líquido y el incremento del volumen de cultivo. También cubre temas como las características de los inóculos, la cuantificación de microorganismos, el desarrollo de inóculos para diferentes aplicaciones y la conservación de las cepas.
El documento describe la cinética de la destrucción térmica de microorganismos. Explica que al exponer microorganismos a temperaturas elevadas, su población disminuye exponencialmente con el tiempo. Introduce el concepto de tiempo de reducción decimal (DT), que es el tiempo requerido para reducir la población microbiana a una décima parte a una temperatura constante. Además, analiza cómo factores como la energía de activación y la temperatura afectan la constante de velocidad de destrucción k y el valor Z, que represent
Este documento trata sobre los principios de conservación de la energía y los balances de energía. Explica que la energía se conserva pero puede transformarse de una forma a otra, como calor, trabajo, energía química, etc. También describe cómo se pueden aplicar los balances de energía para analizar procesos industriales y maximizar la eficiencia energética. Finalmente, proporciona ejemplos concretos de cómo calcular balances entálpicos y de energía mecánica.
Manual del ingeniero químico Perry [tomos 1-6]Jose Rocha
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción. Explica que el proyecto consiste en la construcción de un nuevo edificio de oficinas de 10 pisos en el centro de la ciudad. Incluye una descripción general del diseño arquitectónico y los materiales de construcción propuestos, así como el cronograma de trabajo y el presupuesto estimado para completar el proyecto en 18 meses.
Este documento describe un método para determinar los parámetros de madurez en frutas cítricas mediante la medición del contenido de ácido cítrico y los grados Brix. Explica cómo realizar la titulación de ácido, calcular el porcentaje de ácido cítrico y el índice de madurez, e incluye ecuaciones, procedimientos de muestreo y cálculos estadísticos.
Este documento presenta información sobre un laboratorio para determinar la biomasa mediante el conteo de células en una cámara de Neubauer. El objetivo general es determinar la concentración de células expresada en unidades de células/mL. Se describen diferentes métodos para determinar la biomasa, incluyendo métodos directos como el conteo microscópico en cámaras, y métodos indirectos basados en la medición de actividades metabólicas. Finalmente, se proporcionan detalles sobre cómo realizar el conteo de células en una
Biorreactores con agitado neumatico y mecanicoCaRito Yambay
Este documento compara los biorreactores mecánicos y neumáticos, describiendo sus características de funcionamiento. Los biorreactores mecánicos utilizan agitación mecánica mientras que los neumáticos usan aireación; ambos pueden tener circulación interna o externa. Los mecánicos son eficientes en líquidos viscosos y se usan comúnmente en fermentación, mientras que los neumáticos son adecuados para cultivos delicados y procesos que no requieren alta transferencia de ox
Este documento presenta un resumen del programa de cuatro clases sobre el diseño de bio-reactores. Incluye una descripción de cultivos por lotes y continuos, así como las ecuaciones clave para el diseño de bio-reactores como los balances de masa para biomasa, sustrato y producto. También incluye un cuestionario sobre conceptos fundamentales de operación y diseño de bio-reactores.
El documento describe los fermentadores continuos con células inmovilizadas y los fermentadores de lotes alimentados. Estos tienen ventajas como alta densidad celular y altos flujos sin lavado de biomasa, pero también desventajas como limitaciones para la transferencia de masa y calor. Se explican métodos de inmovilización celular y modos de operación de fermentadores de lotes alimentados con ecuaciones de balances de materiales. Finalmente, se presenta un ejemplo de cálculo para la producción de levadura usando este tipo de ferment
El documento describe un experimento para medir el pH y la acidez titulable de muestras agroindustriales utilizando potenciometría. Explica cómo medir el pH de una muestra con un pH-metro y cómo determinar la acidez titulable mediante la titulación de la muestra con una solución alcalina hasta cambiar de color un indicador. El documento también proporciona fórmulas y métodos para calcular los resultados.
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Este documento presenta cuatro problemas relacionados con fenómenos de transporte. El primero y segundo problema estiman la viscosidad de gases a altas presiones y temperaturas. El tercer problema predice la viscosidad de oxígeno, nitrógeno y metano a presión atmosférica y 20°C. El cuarto problema deduce el perfil de velocidad de una película de fluido descendente y demuestra que la distribución de velocidad viene dada por una ecuación.
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Factores fisicoquímicos que afectan el proceso de fermentacion.dianastrada
La fermentación es un proceso realizado por microorganismos que catalizan reacciones sobre compuestos orgánicos y liberan energía. Los principales tipos de fermentación son la láctica, alcohólica, acética y butírica. La temperatura, el pH y la disponibilidad de oxígeno son factores cruciales que afectan la tasa de fermentación y la producción de subproductos. El oxígeno es esencial para la mayoría de microorganismos pero su solubilidad depende de la presión parcial y la const
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Este documento presenta la resolución de 17 problemas relacionados con operaciones unitarias de secado de alimentos. Los problemas cubren temas como la determinación de humedad, humedad relativa y saturación a partir de datos de temperatura y presión de vapor; el uso de gráficas psicrométricas; y cálculos relacionados con el secado por circulación cruzada, velocidad de secado y diseño de secadores. El documento proporciona datos, procedimientos de cálculo y resultados para cada problema resuelto.
Este documento contiene varios ejemplos resueltos relacionados con la cinética de reacciones químicas. El Ejemplo 2.1 presenta un mecanismo de reacción propuesto para la descomposición térmica de la acetona y resuelve las ecuaciones cinéticas para obtener la expresión de la velocidad y la energía de activación global. El Ejemplo 2.2 calcula la energía de activación para la descomposición del NO2 a partir de datos experimentales. El Ejemplo 2.3 analiza un mecanismo de reacción para
Este documento trata sobre balances de materia en procesos químicos con reacciones. Explica conceptos clave como reactivo limitante, reactivo en exceso, fracción de conversión y métodos para realizar balances de materia en procesos reactivos como balance por especies moleculares, atómicas y grado de avance. También cubre procesos de combustión e incluye ejemplos para ilustrar los diferentes métodos de balance.
Determinaciòn de azúcares reductores por espectrofotometría (método dns)Jhonás A. Vega
El documento describe un método para determinar azúcares reductores mediante espectrofotometría utilizando el reactivo DNS (ácido 3,5-dinitrosalicílico). Se construye una curva patrón de glucosa y se mide la absorbancia de muestras a 540 nm. Los resultados muestran las absorbancias obtenidas de dos muestras en dos laboratorios diferentes, así como el cálculo de la media y desviación estándar para cada conjunto de datos.
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Este documento describe tres métodos principales para determinar el contenido de cenizas en los alimentos: 1) cenizas en seco, 2) cenizas en húmedo y 3) cenizas a baja temperatura. El método de cenizas en seco implica la ignición de la muestra en una mufla a altas temperaturas, mientras que el método húmedo usa ácidos y agentes oxidantes. El método de baja temperatura oxida la muestra usando plasma a temperaturas más bajas para evitar la volatil
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El documento describe la cinética de la destrucción térmica de microorganismos. Explica que al exponer microorganismos a temperaturas elevadas, su población disminuye exponencialmente con el tiempo. Introduce el concepto de tiempo de reducción decimal (DT), que es el tiempo requerido para reducir la población microbiana a una décima parte a una temperatura constante. Además, analiza cómo factores como la energía de activación y la temperatura afectan la constante de velocidad de destrucción k y el valor Z, que represent
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Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción. Explica que el proyecto consiste en la construcción de un nuevo edificio de oficinas de 10 pisos en el centro de la ciudad. Incluye una descripción general del diseño arquitectónico y los materiales de construcción propuestos, así como el cronograma de trabajo y el presupuesto estimado para completar el proyecto en 18 meses.
Este documento describe un método para determinar los parámetros de madurez en frutas cítricas mediante la medición del contenido de ácido cítrico y los grados Brix. Explica cómo realizar la titulación de ácido, calcular el porcentaje de ácido cítrico y el índice de madurez, e incluye ecuaciones, procedimientos de muestreo y cálculos estadísticos.
Este documento presenta información sobre un laboratorio para determinar la biomasa mediante el conteo de células en una cámara de Neubauer. El objetivo general es determinar la concentración de células expresada en unidades de células/mL. Se describen diferentes métodos para determinar la biomasa, incluyendo métodos directos como el conteo microscópico en cámaras, y métodos indirectos basados en la medición de actividades metabólicas. Finalmente, se proporcionan detalles sobre cómo realizar el conteo de células en una
Biorreactores con agitado neumatico y mecanicoCaRito Yambay
Este documento compara los biorreactores mecánicos y neumáticos, describiendo sus características de funcionamiento. Los biorreactores mecánicos utilizan agitación mecánica mientras que los neumáticos usan aireación; ambos pueden tener circulación interna o externa. Los mecánicos son eficientes en líquidos viscosos y se usan comúnmente en fermentación, mientras que los neumáticos son adecuados para cultivos delicados y procesos que no requieren alta transferencia de ox
Este documento presenta un resumen del programa de cuatro clases sobre el diseño de bio-reactores. Incluye una descripción de cultivos por lotes y continuos, así como las ecuaciones clave para el diseño de bio-reactores como los balances de masa para biomasa, sustrato y producto. También incluye un cuestionario sobre conceptos fundamentales de operación y diseño de bio-reactores.
El documento describe los fermentadores continuos con células inmovilizadas y los fermentadores de lotes alimentados. Estos tienen ventajas como alta densidad celular y altos flujos sin lavado de biomasa, pero también desventajas como limitaciones para la transferencia de masa y calor. Se explican métodos de inmovilización celular y modos de operación de fermentadores de lotes alimentados con ecuaciones de balances de materiales. Finalmente, se presenta un ejemplo de cálculo para la producción de levadura usando este tipo de ferment
Esta diseñado para un funcionamiento a largo plazo
Es un sistema abierto
Alimentación continua (nutrientes y sustrato )
Drenaje continuo (células, metabolitos , productos de desecho, cualquier sustrato o nutriente no utilizado)
Se puede controlar
Caudal
PH
Temperatura
Oxigeno
El documento describe los principios básicos de diseño de fotobioreactores para el cultivo de microalgas oleaginosas con fines de producción de biocombustible. Explica que los fotobioreactores son contenedores biológicos que generan condiciones para la fotosíntesis de microorganismos y cultivo de biomasa y productos metabólicos como aceites. Luego detalla tres tipos básicos de fotobioreactores - de placa, tubular y de columna de burbujas - y aspectos técnicos clave del diseño
Un biorreactor es un recipiente que mantiene un ambiente biológicamente activo para microorganismos. Los biorreactores controlan parámetros como la temperatura, pH y oxígeno disuelto para mantener las mejores condiciones para el crecimiento celular. Existen diferentes tipos de biorreactores como los de tanque agitado, los cuales son los más utilizados, y los de airelift.
Este documento describe los balances y ecuaciones utilizadas para modelar procesos biológicos (bioprocesos) en biorreactores. Explica los balances generales de biomasa y por componente, así como las ecuaciones para operaciones continuas, semicontinuas y discontinuas. También presenta la nomenclatura y balances individuales para biomasa, sustrato, producto, oxígeno y anhídrido carbónico.
Este documento presenta información sobre balances de materia. Explica la ley de conservación de la materia y cómo se aplica a sistemas cerrados, abiertos y en estado estacionario. También define conceptos clave como sistema, procesos con y sin reacción química, y métodos para resolver balances de materia. Finalmente, presenta algunos ejemplos numéricos de balances de materia.
El curso permite aprender a desarrollar el diseño de sistemas de fangos activos convencionales mediante hoja de cálculo Excel, asimilando de forma detallada la teoría en la que se fundamentan. Para ello se expondrá de manera pormenorizada y desglosando celda a celda, el desarrollo de una secuencia de dimensionamiento del tratamiento secundario de una planta depuradora. Una vez asimilado el conocimiento, se propondrá al alumno un caso práctico a evaluar que permitirá aplicar el conocimiento práctico adquirido.
During the Workshop about Urban Farming in Paraguay (June 2012). Presentation about biogas and biodigestors, based in the Chilean Ministry of Energy -FAO - PNUD - GEF publication: "Biogas Guidelines"
http://www.rlc.fao.org/es/publicaciones/manual-biogas/
http://www.rlc.fao.org/fileadmin/content/events/taller_tcp-par-3303/agenda.pdf
Este documento describe los principales tipos de materias primas y nutrientes utilizados en bioprocesos industriales, incluyendo agua, macronutrientes como carbono, nitrógeno y fósforo, y micronutrientes como hierro y zinc. También describe tres generaciones de productos biotecnológicos y las operaciones clave de bioseparación utilizadas para recuperar, concentrar, purificar y finalizar estos productos de manera rentable. La calidad, pureza y rendimiento de las operaciones de bioseparación son fundamentales para la viabil
Este documento describe la tecnología MSABP (Multi-stage Aerobic Biological Process) para el tratamiento descentralizado de aguas residuales en pequeñas poblaciones. Explica el diseño y funcionamiento del sistema MSABP, muestra los resultados positivos de su pilotaje, y presenta cuatro casos prácticos de su aplicación para el tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales.
Este documento describe diferentes tipos de biorreactores y sus aplicaciones. Menciona que los biorreactores mantienen condiciones ambientales estables y distribuyen uniformemente las células en cultivo. Describe reactores de lecho fijo, de burbujas, fluidizados y de gotas, así como reactores discontinuos, semicontinuos y continuos. Explica usos de biorreactores en producción de enzimas, tratamiento de aguas y aire, y cultivo celular.
El documento describe los métodos para medir el crecimiento microbiano y los parámetros cinéticos durante un proceso de biorremediación. Explica cómo calcular la tasa de crecimiento de las cepas mediante recuentos de UFC a diferentes tiempos y cómo esto puede usarse para optimizar la biorremediación. También presenta ejemplos de cálculos de tasas de crecimiento para diferentes cepas y un conteo rutinario de control durante un proceso.
Este documento describe diferentes tipos de biorreactores que han sido diseñados para cultivos celulares y de tejidos vegetales. Detalla parámetros importantes a considerar como la agitación, la transferencia de oxígeno, y características de las células vegetales en comparación con células microbianas. También resume diferentes diseños de biorreactores y su operación en modo batch, continuo o fed-batch.
CLASE #2-PROCESO DE FERMENTACION (BIOTECNOLOGIA FARMACEUTICA)Botica Farma Premium
Este documento describe el proceso de fermentación industrial. Se lleva a cabo en un biorreactor mediante la transformación de sustratos por acción microbiana en metabolitos y biomasa. El proceso implica el control de factores como el pH, la espuma, el oxígeno y la temperatura. La fermentación puede ser discontinua, alimentada o continua dependiendo del sistema abierto o cerrado.
Este documento describe el desarrollo de un simulador de sistemas fermentativos. Se presentan los capítulos sobre la fundamentación del problema, el marco conceptual, el modelamiento matemático y la simulación de sistemas fermentativos batch, continuo y de varias etapas. El objetivo es elaborar una herramienta que permita el análisis rápido de procesos fermentativos considerando variables como pH, temperatura y concentración de sustrato.
Este documento describe un taller sobre el uso de modelos de simulación para estimar la brecha de rendimiento de papa en Perú. El taller fue organizado por el Centro Internacional de la Papa en Lima y abordó temas como el análisis de sistemas agrícolas, la metodología para desarrollar modelos de simulación, y los parámetros empleados en los modelos para simular procesos como la interceptación de la radiación, la eficiencia del uso de la radiación y la partición a tubérculos.
Este documento describe los diferentes componentes y etapas de un sistema de reactores discontinuos secuenciales (SBR). Los SBR combinan todas las etapas del tratamiento de aguas residuales (llenado, reacción, sedimentación y decantación) en un solo reactor. El proceso incluye etapas de llenado estático, mixto o aireado, una fase de reacción, y una etapa de sedimentación donde el lodo se asienta antes de la decantación del efluente tratado.
1) El documento describe los procesos de producción de biogás a partir de residuos orgánicos ganaderos. 2) Explica las cuatro etapas de la digestión anaerobia (hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis) y los factores importantes para la formación de biogás. 3) Describe tres tipos de sistemas de biodigestores (continuos, semicontinuos y discontinuos) y sus ventajas y desventajas.
SEMIOLOGIA DE HEMORRAGIAS DIGESTIVAS.pptxOsiris Urbano
Evaluación de principales hallazgos de la Historia Clínica utiles en la orientación diagnóstica de Hemorragia Digestiva en el abordaje inicial del paciente.
LA PEDAGOGIA AUTOGESTONARIA EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA APRENDIZAJEjecgjv
La Pedagogía Autogestionaria es un enfoque educativo que busca transformar la educación mediante la participación directa de estudiantes, profesores y padres en la gestión de todas las esferas de la vida escolar.
La Unidad Eudista de Espiritualidad se complace en poner a su disposición el siguiente Triduo Eudista, que tiene como propósito ofrecer tres breves meditaciones sobre Jesucristo Sumo y Eterno Sacerdote, el Sagrado Corazón de Jesús y el Inmaculado Corazón de María. En cada día encuentran una oración inicial, una meditación y una oración final.
3. Cultivo Continuo
Los bio-reactores operan en forma continua en
algunas industrias son:
– Producción de levaduras para panaderías
– Tratamiento de RILes
– Conversiones con enzimas (cuando la enzima
es barata).
– Producción de catabolitos y metabolitos
4. Cultivo Continuo
Existen diferentes modos de operar fermentadores
continuo:
• Quimostato (Perfectamente agitado, CSTR, RPA)
– Si el biorreactor está bien mezclado, la corriente de
producto que sale del bio-reactor posee la misma
composición que el líquido presente en el interior del
reactor.
• Flujo Pistón
– Hay un frente de reacción que avanza a lo largo del
reactor.
5. Características del Quimostato
Se le llamó Quimostato dado que la composición
química y biológica del medio se mantiene constante,
para ello se debe controlar:
• El volumen del líquido en el reactor se mantiene
constante, ajustando los flujos de entrada y salida al
mismo valor.
• El pH del medio mediante la adición de ácido o base.
Generalmente se adiciona ácido.
• El suministro continuo de O2 ( o aire), en el caso de
sistemas aeróbicos.
• Un nivel de agitación adecuado que garantice la
homogeneidad del sistema.
6. Características del Quimostato (cont..)
• La temperatura, para que se produzca el
crecimiento óptimo de los m.o. deseados ( y la
producción de producto deseado).
• El nivel de espuma.
• Un cultivo continuo puede durar días hasta
meses.
• El primer experimento se llevó a cabo en 1949
por Monod.
7.
8. Los principales componentes de un
cultivo continuo son:
• Reactor de volumen constante
• Sistema de alimentación de medio y salida de
producto.
• Tanque estéril de medio (entrada y salida)
• Control de pH, T, OD (Oxígeno disuelto)
• Sistema de aireación y agitación.
10. Ventajas del cultivo continuo
- Se pueden producir grandes cantidades de producto.
- Incremento de la productividad
- Dependiendo del producto se pueden llegar a cientos de
metros cúbicos, sobretodo si el proceso es anaeróbico.
- Hay una constante salida de productos que se pueden
recuperar desde el sistema.
- Se puede minimizar lo que es represión catabólica por
medio de crecimiento bajo condiciones de carbono
limitantes.
11. Desventajas del cultivo continuo
- Hay peligro de contaminación
- Hay peligro de pérdida de estabilidad de la cepa,
sobretodo en recombinantes.
12. Cuando se utiliza:
1. Catabolitos directos producidos desde la fuente de
carbono
Muchos productos industriales son de este tipo.
Productos terminales de oxidación
Etanol* Ácido Láctico*
Ácido Acético Acido Cítrico
Metano Ácido Glutámica
Acetona Butanol
2. Enzimas y otros productos
13. Cuando se utiliza (cont..):
3.- Metabolitos secundarios
En cultivos batch hay productos tales como antibióticos y
toxinas, que no se encuentran relacionadas con el crecimiento, y
que frecuentemente no se producen hasta después que el
crecimiento ha cesado o ha sido restringido.
En cultivo continuo muchos metabolitos secundarios son
producidos en forma paralela con el crecimiento y con
velocidades mayores o iguales a las observadas en cultivo batch.
Cuando el crecimiento ha sido restringido las células son
capaces de iniciar las síntesis de producción de este tipo de
metabolitos. A su vez, el estudio de estos metabolitos sirve para
evaluar que sucede bajo condiciones de medioambiente
controlado.
14. Dimensionamiento del bio-reactor
El dimensionamiento de un biorreactor no sólo
implica el volumen del bioreactor, sino que la
potencia que se le debe entregar a los agitadores y
sopladores.
• Para determinar el volumen del bioreactor es
necesario plantear los balances de masa:
1. Balance de masa total o global
2. Balance de Biomasa, x
3. Balance de sustrato, s
4. Balance de producto de interés, p
15. Balance de masa global
Masa de Entrada – Masa de Salida = Acumulación de Masa
(1)dt
Vd
FF s
ssee
)(
-
r
rr
0
dt
Vd sr
Fe y Fs: Flujos Volumétricos de
entrada y salida
so,xo y po: Concentración de
sustrato, biomasa y producto a la
entrada.
s,x y p: Concentración de
sustrato, biomasa y producto a la
salida y al interior del
fermentador o bioreactor.
Fe
so
xo
po
Fs
s
x
p
donde re y rs: Densidad de entrada y salida
Supuestos
-Las densidades se mantienen constantes: re = rs
- El sistema opera en estado estacionario, entonces
No hay acumulación.
Con esto
Fe = Fs = F (2)
16. BBalance de Biomasa
CCélulas entran – Células salen + Crecimiento celular – Muerte celular = Acumulación (3)
m :Velocidad de Crecimiento de los m.o [hr-1] a: Velocidad de muerte de los m.o [hr-1]
Supuestos:
- Alimentación estéril, xo =0
- Volumen constante, V = cte, entonces
- Estado estacionario, no hay acumulación.
-
Con esto
dt
dx
V
dt
dV
x
dt
Vxd
VxVxxFxF o
--
)(
am
0
dt
dx
0
dt
dV
00·0
)(
-- Vx
dt
dx
V
dt
dV
x
dt
Vxd
VxVxxFxF o am
17. Supuestos adicionales
- Tasa de muerte inferior a la de crecimiento, a<<m
Reordenando
0-- VxVxxF am
0- VxxF m
F x =μ x V
F=μ V
Dividiendo por V
F/V=μ
Luego
18. Se define:
Velocidad de Dilución, Volúmenes de reactor que pasan por hora [t-1]
D = F/V
Donde “D” es el inverso al tiempo de residencia, luego
F/V=D=μ
Entonces
D=μ
La velocidad de crecimiento se puede controlar según el
flujo de alimentación.
19. Balance de Nutriente limitante
Sustrato entran – Sustrato salen - Sustrato consumido crecimiento – Sustrato
utilizado mantención – Formación de producto = Acumulación
ms[g/g hr-1]: Coeficiente de mantención
yx/s [gr célula/gr sustrato] : Conversión (yield) de células referidas a nutriente consumido.
Yyp/s [gr producto /gr sustrato] : Conversión de producto producido referidos a nutriente
consumido.
qp [gr producto/gr célula hr-1] : Velocidad específica de formación de producto.
dt
Vsd
Y
Vxq
Vxm
Y
Vx
sFsF
sp
sp
s
sx
s
so
)(
//
--
--
m
pxpp mYq m/
20. Supuestos:
Requerimientos para mantención es relativamente menor que los requerimientos en
crecimiento, m x << m x/ Yx/s
La formación de productos es bastante baja y se puede despreciar qP/Yp/s x << m x/ Yx/s
Estado estacionario,
-
0
)(
dt
ds
V
dt
dV
s
dt
Vsd
0
/
--
sx
s
so
Y
Vx
sFsF
m
dt
Vsd
Y
Vxq
Vxm
Y
Vx
sFsF
sp
sp
s
sx
s
so
)(
//
--
--
m
22. Modelo de crecimiento
Modelo de Monod
Donde
Ks es la constate de saturación.
mmax: Velocidad Máxima de crecimiento de los m.o [hr-1]
Análogamente se puede plantear para sistemas continuos,
si m D, entonces
Dc : Velocidad de dilución crítica. Es la velocidad máxima a la cual se puede operar, siempre se debe
trabajar bajo este valor. DC = mmax
En cultivo continuo la concentración de sustrato a la salida del fermentador es:
sKs
s
max
m
m
sKs
sDc
D
*
DD
KD
s
C
s
-
Cinético Tipo Monod
0
0.2
0.4
0.6
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Concentración de Sustrato, S [g/l]
velocidaddeCrecimiento,u[hr-1]
!! Ecuación muy importante
que siempre se olvida !!
23. Balance de Producto
Producto entran – Producto salen + Producto producido =
Acumulación
Supuesto que no hay consumo de producto
.
dt
Vpd
VxqpFpF po
)(
-
qp [gr producto/gr célula hora] : Velocidad específica de formación de producto.
mp [hr-1]: : Velocidad específica o Coeficiente de formación de producto debido a la
mantención.
Yp/x [gr producto /gr sustrato] : Rendimiento o Conversión de producto producido
referidos a biomasa.
24. Productividad
Tanto la productividad como el yield son parámetros clásicos para evaluar fermentaciones.
La productividad refleja la cantidad de biomasa que se produce por unidad de tiempo.
Productividad = D* x [ gr/lt hr]
El máximo de productividad se obtiene cuando
D = Dóptimo
26. Ejemplo 1
Se tiene un fermentador para producir biomasa. El volumen del reactor es de
0.5m3. El sistema está siendo operado de tal modo que el fermentador sólo se
produce el crecimiento de biomasa.
La concentración de sustrato en la alimentación es de 10 kg/m3.
Los parámetros cinéticos y de recuperación son:
Yx/s = 0.5 kg/kg Ks = 1.0 kg/m3
mmax = 0.12 hr-1 ms = 0.025 kg/kg hr
Asumiendo que la síntesis de producto es despreciable. Determine:
1. Concentración de biomasa a la salida del fermentador, si se sabe que la
conversión de sustrato en este fermentador es del 40%.
2. ¿ Es significativo el término de mantención y por qué?
28. 0
2
4
6
8
10
12
0 0.5 1
Tasa de Dilución
Biomasa/Productividad
0
5
10
15
20
25
Sustrato
Biomasa Productividad Sustrato
X,S, Productividad (P) en función de D
P = D * x
PRODUCTIVIDAD DE UN QUIMOSTATO
29. X,S, Productividad (P) en función de D
P = D * x
Las líneas rectas tienen que
tienen igual pendiente tienen
igual Productividad
X,S, Productividad en función del Tiempo
de Retención, t 1/D
PRODUCTIVIDAD DE UN QUIMOSTATO (cont..)
P = x / t
30. Punto A y Punto B
tienen igual
productividad
BA F
V
F
V
<
Si el Volumen es constante
BA tt <
FA > FB, pero xA < xB
En B se tiene mayor concentración pero bajo flujo.
A es un punto Inestable dado que se encuentra muy cerca
de t critico, pequeñas variaciones en el tiempo pueden
producir variaciones en la concentración
31. Se tiene un punto óptimo en el
cual la productividad es
máxima, luego dicho punto
tiene la máxima pendiente
posible es tangencial al la
curva de Biomasa, x y se puede
calcular despejando D, desde la
ecuación:
sc
0
)dadProductivi(
dD
d
0
dD
xDd
Resolviendo se tiene:
32. Si se define:
s
oS
K
sK
)1(max -
m
toptima
)1(
o
optima
s
s
)1(
/
sxo
optima
Ys
x
Las coordenadas del punto
C
sc
-
o
Cóptima
SKs
Ks
DD 1
Concentraciones en las
condiciones óptimas:
33. Ejemplo 2
Se tiene un microorganismo que sigue una
cinética del tipo Monod, donde la velocidad
de crecimiento se describe como:
Con los siguientes parámetros
mmax = 0,7 hr-1 Ks = 5 g/l Y x/s = 0,65
El flujo de alimentación es de 500 l/hr con 85 g/l de sustrato.
Si se utilizan un fermentador que opera en forma continua y
perfectamente agitada,
1. ¿Qué tamaño debe se este reactor si opera en forma óptima?
2. ¿Cuál es la conversión de sustrato?
3. ¿Cuál es la concentración de biomasa a la salida?