Escalamiento y efecto de los componentes del glicerol crudo sobre la productividad volumétrica en la fermentación de ácido láctico
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Date
2021
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El glicerol crudo (GlyC) es el principal subproducto en la producción de biodiesel a partir de aceites vegetales, actualmente este se considera un residuo industrial, lo que le otorga un gran potencial como materia prima para otros procesos. Una alternativa reciente para su valorización es la bioconversión del GlyC en metabolitos de interés industrial como lo es el ácido láctico (AL). No obstante, uno de los principales retos en su utilización es la variabilidad en su composición que depende de múltiples factores relacionados con la producción de biodiesel. Por otro lado, para la implementación de este bioproceso a gran escala existen desafíos en cuanto a su escalamiento asociados con la transferencia de calor y masa en los biorreactores. De igual forma, también se requiere conocer el comportamiento cinético microbiano para analizar la influencia de las variables químicas, físicas y operacionales. Por lo tanto, en el presente trabajo se realizó la caracterización fisicoquímica de tres GlyC colombianos, muestras (S1, S2 y S3), donde se encontró que la muestra S3 tenía mayor potencial como fuente de carbono por su alto contenido de glicerol y bajo contenido de impurezas. Luego se determinó la influencia de los componentes minoritarios en las fermentaciones de AL empleando la bacteria Lactobacillus Rhamnosus ATCC 7469 y se obtuvo que los jabones y fase orgánica (FO) tenían un efecto positivo en la productividad volumétrica del AL, por el contrario, el metanol ejercía un efecto negativo. Después se estudiaron las condiciones de agitación (190, 167 y 210 rpm) en cambios de escala de (500, 2500 y 5000 mL), mediante parámetros reológicos he hidrodinámicos empleando la dinámica computacional de fluidos. Por último, se realizó el ajuste de 6 modelos cinéticos en tres volúmenes de fermentación (25, 500 y 5000 mL) obteniendo los mejores resultados con el modelo tipo Tessier (T1).
Description
Keywords
Glicerol, Ácido láctico, Caracterización, Componentes minoritarios, Escalamiento, Hidrodinámica, Reología, Modelo cinético