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INGENÍERÍA BIOQUÍMICA INGENIERIA DE BIORREACTORES IBQA 7A Elección de un fermentador y su operación Presentan Aguilar Cruz Patricia Gutiérrez Pérez Juan José Martínez Gómez Carolina Martinez Guillen Mauricio Antonio Méndez Domínguez Jairo Antonio Docente Ing. Rosa Isela Cruz Rodríguez Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez Cuestionario 1. ¿Cuál es la definición de un biorreactor? Es un sistema en el cual existe una conversión biológica, donde el organismo es cultivado y controlado por medios específicos. 2. ¿Cuál es la diferencia entre un biorreactor y un reactor químico? Un biorreactor se encarga de soportar y controlar entidades biológicas como microorganismos, enzimas y células de animales y plantas al contrario de un reactor convencional donde los químicos utilizados son menos sensibles y más estables que los organismos, por lo tanto, el biorreactor a diferencia a un reactor químico convencional deberá de tener un cuidado mas alto con procesos, posibles contaminantes o catalizadores que un reactor químico convencional. 3. ¿Qué desventaja presenta un biorreactor frente a un reactor químico? Los organismos biológicos por su naturaleza mutarán lo que puede alterar la bioquímica de la violación o las propiedades físicas del organismo. De forma análoga a la catálisis heterogénea, se produce desactivación o mortalidad y los promotores o coenzimas influyen en la cinética de la biorreacción. Aunque la mayoría de los problemas fundamentales de ingeniería y diseño de vivir actores son similares, mantener la actividad biológica deseada y eliminar o minimizar las actividades no deseadas a menudo presenta un desafío mayor que el que normalmente requieren los reactores químicos. 4. Los 3 procesos básicos que forman productos en los biorreactores Proceso en el cual el producto es producido por células de manera extracelular o intracelular Procesos que producen masa celular Procesos que modifican un compuesto que se añadió a la fermentación, también conocido como biotransformación 5. Cuáles son los dos factores claves en el diseño de biorreactores Un diseño macroquinetico , es decir que incluya un crecimiento microbiano y una producción metabólica, y el otro es contar con los parámetros esenciales de manera biológica, química y física para el organismo que se va a tratar 6. Nombra 5 parámetros elementales para la reacción dentro de un biorreactor pH optimo temperatura controlada vitaminas disponibilidad del agua sustrato suficiente como azucares, proteínas, grasas. 7. ¿Cuáles son los tipos de sistema de biorreactores? En el artículo se incluyen lote, continuo, semi continuo, superficie/bandeja, sumergido, circuito de elevación por aire y configuraciones de lecho de goteo. 8. ¿Cuál es el tipo más comúnmente usado de biorreactor aerobio? Los biorreactores de tanque agitado. 9. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un biorreactor sumergido? El inoculo se introduce en un tanque de esterilizado y el suministro de aire generalmente ingresa por la parte inferior. Para una mezcla óptima, el tanque presenta no solo un sistema agitador sino también deflectores, que ayudan a evitar un efecto de remolino que podría impedir la mezcla adecuada. En las primeras etapas del proceso, se puede hacer circular agua tibia a través de los deflectores para calentar el sistema; más tarde, el agua fría puede circular dentro de ellos para evitar que el proceso se sobrecaliente. A medida que avanza la bio reacción, las burbujas producidas por el suministro de aire son interrumpidos por el agitador a medida que viajan hacia arriba. En un reactor de tanque agitado de flujo continuo, el sustrato se alimentado continuamente al sistema y el producto se extrae y se para continuamente, y el organismo productor se recicla de nuevo al tanque para su reutilización 10. ¿Qué se hace en la primera fase de un proceso de biorreacción por lotes? La esterilización, después el medio de cultivo estéril es inoculado con microorganismos que han sido cultivados para lograr un resultado específico. 11. ¿Qué es un biorreactor continuo? En la bio reacción continua hay un proceso de alimentación perpetua. Se alimenta continuamente al biorreactor de otro estéril o compuesto de microorganismos para mantener el estado estacionario; el producto también se extrae continuamente del reactor, el resultado es productividad y rendimiento continuos. 12. ¿En qué procesos se utiliza frecuentemente la biorreacción anaerobia? En procesos como la producción de etanol elaboración de vino, elaboración de cerveza y tratamiento de aguas residuales. 13. ¿En qué consisten los biorreactores de transporte aéreo? Se puede describir como una columna de burbujeo que contiene un tubo de aspiración. El aire generalmente se alimenta a través de un anillo rociador en el fondo de un tubo de aspiración central que controla la circulación del aire y el medio. El aire fluye hacia arriba por el tubo, formando burbujas y los gases de escape se liberan en la parte superior de la columna. El líquido desgasificado luego fluye hacia abajo y el producto se drena del tanque. 14. Menciona 3 ventajas que tienen los biorreactores continuos con respecto a los biorreactores por lotes: 1. Las reacciones continuas ofrecen mayores oportunidades para la investigación y el análisis del sistema. Debido a que las variables permanecen sin cambios, se puede determinar un punto de referencia para los resultados del proceso y luego se pueden evaluar los efectos de incluso cambios menores en las variables físicas o químicas. 2. La biorreacción continua proporciona un mayor grado de control que el lote. Las tasas de crecimiento se pueden regular y mantener durante períodos prolongados. 3. Una tercera ventaja es la calidad del producto. Porque el estado estacionario de la biorreacción continua, los resultados no son sólo más confiable, también son más fácilmente reproducibles. 15. ¿Qué es una biorreacción semi continua? Es un hibrido de operaciones continuas y discontinuas. Uno de los más frecuentes utilizados está iniciando la biorreacción en el modo por lotes, Hasta que el sustrato limitante del crecimiento se ha consumido. Luego, el sustrato se alimenta al reactor como se especifica (lote) o se mantiene por un periodo de cultivo prolongado (continuo). No son estacionarios, Se utilizan típicamente cuando los métodos continuos no son factibles, por ejemplo, aquellos en los que se produce una ligera mutación o contaminación del microorganismo. También se utilizan cuando por lote no ofrecen los niveles de productividad deseados.
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