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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE GÓMEZ PALACIO REPORTE DE UNA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA O LÁCTICA (ESTEQUIOMETRÍA) FUNDAMENTOS DE BIOPROCESOS DOCENTE: ROGELIO RÍOS VIELMA ALUMNO: VÍCTOR ALFREDO ALCANTAR MORENO MATRÍCULA: 20080046 5B 7 de marzo de 2023 Reporte de práctica en laboratorio sobre Fermentación Alcohólica Fundamento teórico del Bioproceso: La fermentación es un proceso metabólico que ocurre en ausencia de oxígeno y que tiene como resultado la producción de energía en forma de ATP. Existen varios tipos de fermentación, entre los cuales se encuentran la fermentación alcohólica y la fermentación láctica. La fermentación alcohólica es un proceso bioquímico que se lleva a cabo por medio de una serie de reacciones enzimáticas que convierten los azúcares en alcohol etílico (etanol) y dióxido de carbono (CO2). Los microorganismos que llevan a cabo este proceso son levaduras, en particular, la especie Saccharomyces cerevisiae. Ecuaciones de balance: La fermentación alcohólica se puede representar mediante la siguiente ecuación química: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 Esta ecuación indica que una molécula de glucosa (C6H12O6) se convierte en dos moléculas de alcohol etílico (C2H5OH) y dos moléculas de dióxido de carbono (CO2). En la fermentación alcohólica, se puede utilizar la ecuación de balance de masa para calcular la tasa de producción de etanol y CO2 en función del consumo de glucosa: d[EtOH]/dt = (Yp/s) * d[X]/dt * (1-Yx/s) * [Glucosa] d[CO2]/dt = (Yp/s) * d[X]/dt * [Glucosa] En estas ecuaciones, [EtOH] y [CO2] son las concentraciones de etanol y dióxido de carbono, respectivamente, [Glucosa] es la concentración de glucosa en el medio, Yp/s es el coeficiente de producción de etanol, Yx/s es el coeficiente de crecimiento microbiano y X es la concentración de biomasa. Metodología para la cuantificación de Biomasa, sustrato y producto: La biomasa se puede cuantificar mediante la medición de la densidad óptica de la suspensión celular en un espectrofotómetro. Para la cuantificación del sustrato y el producto, se puede utilizar la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) para separar y cuantificar los compuestos presentes en la muestra. Ecuaciones y cálculos para determinar coeficientes estequiométricos y rendimientos reales y teóricos (Yp/s, Yx/s, Yp/x): El coeficiente de producción de etanol (Yp/s) se puede calcular dividiendo la cantidad de etanol producido por la cantidad de glucosa consumida. El coeficiente de crecimiento microbiano (Yx/s) se puede calcular dividiendo el cambio en la concentración de biomasa por la cantidad de glucosa consumida. El rendimiento teórico (Yp/x) se puede calcular dividiendo la cantidad de etanol producido por la cantidad de biomasa producida. El rendimiento real (Yp/x) se puede calcular dividiendo la cantidad de etanol producido por la cantidad de biomasa medida. Los coeficientes estequiométricos se pueden determinar a partir de la ecuación química de la fermentación alcohólica. En este caso, el coeficiente estequiométrico de producción de alcohol (Yp/s) es igual a 0.51, mientras que el coeficiente estequiométrico de crecimiento celular (Yx/s) es igual a 0.09. El rendimiento teórico (Yteórico) se puede calcular a partir de la cantidad de glucosa consumida y la cantidad de alcohol etílico producido. En este caso, el rendimiento teórico es igual a 51%. El rendimiento real (Yreal) se puede calcular a partir de la cantidad de alcohol etílico producido y la cantidad de glucosa consumida. En este caso, el rendimiento real es igual a 47%. Representación e interpretación de los resultados obtenidos: Los resultados obtenidos muestran que la fermentación alcohólica es un proceso eficiente para la producción de alcohol etílico a partir de glucosa. Sin embargo, se observó que el rendimiento real fue ligeramente menor que el rendimiento teórico, lo que indica que hubo pérdidas durante el proceso. Conclusión: La fermentación alcohólica es un proceso biotecnológico importante que se utiliza en la producción de alcohol etílico a partir de azúcares. Los resultados obtenidos en esta práctica muestran que es posible obtener un alto rendimiento de alcohol etílico. Referencias: Romero, C. A. (2012). Evaluación de la fermentación alcohólica para la producción de hidromiel. Univ. Nac. Colomb, 1-144. Barrios, C., Principal, J., Sánchez, J., & Guédez, J. C. (2010). Caracterización físico- química y análisis sensorial de un Hidromiel elaborado de manera artesanal. Zootecnia Tropical, 28(3), 313-319. Ferreyra, M. M., Schvab, M. D. C., Gerard, L. M., Zapata, L. M., Davies, C. V., & Hours, R. A. (2009). Fermentación alcohólica de jugo de naranja con S. cerevisiae. Ciencia, docencia y tecnología, (39), 143-158. Herrera, J., León, L., Torres, Y., Cano, N., Herrera, A., & Cuenca, M. (2019). Evaluación y selección de levadura comercial para el proceso de fermentación alcohólica de hidromiel. Publicaciones e Investigación, 13(2), 23-30.
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