Resumen

En esta investigación se formula una estrategia integral de diseño de biorreactores con el objeto de obtener procesos más eficientes desde un punto de vista técnico, energético y ambiental. La estrategia incluye una modificación del método convencional de diseño de biorreactores continuos de tanque agitado, en el cual las condiciones de operación se determinan con base en el análisis de estabilidad del biosistema.

Se estudiaron los procesos de fermentación para la producción de etanol con la bacteria Zymomonas mobilis y la levadura Saccharomyces cerevisiae. Se analizó el efecto de la velocidad de dilución y la concentración de sustrato en la alimentación sobre la estabilidad de ambos sistemas. También se analizó el efecto de la velocidad de flujo volumétrico de gas, la velocidad de agitación, el pH y la temperatura sobre la transferencia de masa en un sistema anaeróbico con agitación, con el fin de evaluar el comportamiento del fenómeno de desorción de CO₂ en la fermentación con Saccharomyces cerevisiae.

Para el análisis de estabilidad de los sistemas se implementó un método de optimización global en General Algebraic Modeling System (GAMS) en interfase con Matlab. También se utilizó Aspen Custom Modeler (ACM) para modelar y simular el proceso de fermentación con el fin de establecer el comportamiento del sistema ante perturbaciones en los parámetros durante la operación.

• Materias:Ciencias biológicas Biotecnología Biorreactores Fermentación Tecnología
• Subjects:Life Sciences Biotechnology Bioreactors Fermentation Technology
• Palabras claves:Biotecnología microbiana, Microbiología industrial, Biorreactores, Diseño de biorreactores, Biorreactores continuos de tanque agitado, Modelado de bioprocesos, Simulación de bioprocesos
• Keywords:Microbial biotechnology, Industrial microbiology, Bioreactors, Bioreactor design, Continuous stirred tank bioreactors, Bioprocessing modeling, Bioprocessing simulation