Diseño e implementación de una herramienta de cálculo en Excel y aspen hysys para la simulación de biorreactores en continuo

Abstract

El objetivo principal de este trabajo de grado es crear una herramienta de cálculo en Excel y Aspen HYSYS que permita efectuar la simulación y el diseño básico de biorreactores en continuo. Este material educativo computacional sirve como recurso para el aprendizaje de las asignaturas de Bioprocesos y Análisis de procesos, facilitando al estudiante la asimilación de los contenidos académicos en estas áreas y la interacción con la tecnología que cada día toma más fuerza en la enseñanza. Para la implementación de la herramienta de cálculo, inicialmente se planteó la necesidad de un método pedagógico, que complementara el conocimiento adquirido en el papel, específicamente en los bioprocesos y que permitiera la integración de los biorreactores con otras operaciones unitarias. Seguidamente, se estructuró el orden para llevar a cabo la simulación de este tipo de equipos: la estequiometría y calor de la reacción, el ajuste de parámetros cinéticos y finalmente la simulación y el dimensionamiento básico de un biorreactor que trabaja exclusivamente en continuo, a partir del modelo cinético de crecimiento celular más aceptado en la literatura conocido como “Modelo de Monod”. A continuación, se definieron las estrategias y los programas computacionales a utilizar, se creó la herramienta, se verificó, se evaluó y por último se validó, con la ayuda de los estudiantes de la asignatura de Bioprocesos quienes probaron su funcionamiento y expresaron su satisfacción. BIOSIM (herramienta de cálculo) se comprobó por medio de un caso reportado en la literatura que además es uno de los procesos biotecnológicos con más fuerza en nuestro país, la producción de etanol (Fermentación etanólica continua anaeróbica con Saccharomyces Cerevisiae resistente al alcohol), obteniendo resultados similares a los expuestos en la literatura, los cuales permiten concluir que la herramienta es acertada.1