Diseño mecánico y construcción de un biorreactor para la fermentación de glucosa hasta n-butanol

Abstract

La producción de butanol es una opción competente para sustituir los combustibles fósiles ya que posee mayor poder calórico que el etanol y puede utilizarse sin modificación alguna en los motores convencionales. La fermentación ABE (acetona-butanol-etanol) es el proceso tradicional para la obtención de butanol, sin embargo, se forman numerosos subproductos y se presenta un bajo rendimiento de solventes. Para superar las desventajas del proceso se deben realizar investigaciones a diferentes escalas de producción y bajo una estrategia de control eficiente. El propósito de este trabajo fue hacer el diseño mecánico de un biorreactor tipo Batch multipropósitos (volumen de reacción de trabajo 50L) para la producción de n-Butanol a partir de glucosa mediante el uso de la bacteria Clostridium acetobutylicum ATCC 824. El diseño operacional se basó en un modelo cinético para la fermentación ABE. Este modelo fue ajustado usando datos experimentales (concentración de metabolitos mayores formados en el proceso) desde un biorreactor de pequeña escala (volumen de trabajo del reactor 2L). El diseño mecánico se basó en similitudes geométricas para diferentes tipos de reactores para obtener un diseño flexible que pudiese ser adaptado para diferentes procesos (anaerobios, aerobios y facultativos). Este trabajo es parte del macroproyecto en áreas estratégicas lamiento de los Procesos de Producción de Bioalcoholes y Procesamiento de Subproductos Provenientes de la Producción de Biocombustibles por Vía Ferme código 5452, apoyado por la Vicerrectoria de Investigación y extensión de la Universidad Industrial de Santander y desarrollado por el grupo de investigación en Bioquímica y Microbiología en colaboración con el Centro de Investigación de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CICTA).