Análisis de estabilidad de un sistema de fermentación acetona-butanol-etanol (abe) a partir de glucosa empleando clostridium acetobutylicum atcc 824

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dc.contributor.advisorLópez Giraldo, Luis Javier
dc.contributor.advisorMatallana Pérez, Luis Gerónimo
dc.contributor.advisorPérez Mendoza, Jose Andrés
dc.contributor.authorCastellanos Suárez, Laura Johana
dc.date.accessioned2024-03-03T20:05:35Z
dc.date.available2013
dc.date.available2024-03-03T20:05:35Z
dc.date.created2013
dc.date.issued2013
dc.description.abstractEl incremento en la demanda de alcoholes obtenidos por vía fermentativa para ser empleados como biocombustibles, ha generado en las industrias la necesidad de aumentar la productividad de estos procesos. Por lo tanto, es imprescindible plantear estudios y análisis para el entendimiento detallado y optimización de los procesos fermentativos para la obtención de alcoholes. La comunidad científica propone que en el diseño de procesos en general debe incluir un análisis riguroso de la estabilidad de los posibles estados estacionarios del sistema. De ésta manera, será viable predecir con mayor certeza el comportamiento dinámico del mismo, y establecer condiciones de operación adecuadas para el desempeño eficiente del proceso. Por esta razón, en el presente estudio se analiza la dinámica y estabilidad en la producción de butanol por fermentación con Clostridium acetobutylicum ATCC 824 en un biorreactor continuo. La respuesta dinámica del sistema se estudió eligiendo como criterio de evaluación la concentración de Butanol obtenida, utilizando dos modelos cinéticos validados experimental y estadísticamente, que describen el comportamiento oscilatorio de cultivos continuos teniendo en cuenta la influencia del pH, inhibición por productos y los parámetros influyentes en el sistema. Además se tomaron como parámetros de bifurcación la Dilución (D) y la concentración de sustrato de alimentación (Sf). Se empleó una rutina de cálculo desarrollado en MatlabO y la herramienta MatcontO para generar diagramas de comportamiento dinámico, valores de estado estacionario y diagramas de bifurcación. Los resultados muestran que es conveniente operar a velocidades de dilución pequeñas (D<0, 1 ) y concentraciones de sustrato de alimentación (Sf) en un rango de 40 a 90 [g/L] para obtener las concentraciones más altas de Butanol. Las implicaciones prácticas de los fenómenos descubiertos se analizan con el objetivo de aplicar una metodología adecuada para este tipo de estudios y de la puesta en marcha de este tipo de bioprocesos.
dc.description.abstractenglishGrowing demand for alcohols obtained by fermentation for use as biofuel has generated a need to increase the productivity of these processes. Therefore, it is essential to consider studies and detailed analysis for understanding and optimizing fermentation processes for the production of alcohols. The scientific community suggests that the overall process design should include a rigorous analysis of the stability of the possible steady states of the system. In this way, it will be feasible to predict with greater certainty the dynamic behavior, and establish appropriate operating conditions for the efficient performance of the process. For this reason, in the present study we analyzed the dynamics and stability in production of butanol by fermentation of Clostridium acetobutylicum ATCC 824 on a continuous bioreactor. The dynamic response of the system is studied as an evaluation criterión selecting the concentration of Butanol obtained and using two kinetic models experimental and statistically validated, which describe the continuous cultures oscillatory behavior taking into account the influence of pH, inhibition by products and influencing parameters in the system. The bifurcation parameters chosen were the dilution rate (D) and feed substrate concentration (Sf). We used a calculation routine developed in Matlab ® and MATCONT ® to generate diagrams for dynamic behavior, steady state values and bifurcation diagrams. The results show that it is convenient to operate at smaller dilution rates (D <0.1 [h (-1)]) and feed substrate concentrations (Sf) in the range of 40 to 90 [g / L] for higher concentrations of butanol. The practical implications of the phenomena discovered are analyzed in order to apply an appropriate methodology for this type of study and the implementation of it in bioprocesses.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/28911
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectFermentación
dc.subjectButanol
dc.subjectAnálisis De Estabilidad
dc.subjectSimulación Dinámica
dc.subjectModelos
dc.subjectDinámica No Lineal
dc.subjectBifurcación.
dc.subject.keywordFermentation
dc.subject.keywordButanol
dc.subject.keywordStability Analysis
dc.subject.keywordDynamic Simulation
dc.subject.keywordModelling
dc.subject.keywordNonlinear Dynamics
dc.subject.keywordBifurcation.
dc.titleAnálisis de estabilidad de un sistema de fermentación acetona-butanol-etanol (abe) a partir de glucosa empleando clostridium acetobutylicum atcc 824
dc.title.englishStability analysis of a fermentation system acetone-butanolethanol (abe) using glucose with clostridium acetobutylicum atcc 824.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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