DISEO DE UN BIORREACTOR PARA LA PRODUCCIN DE CIDO ACTICO

MARCO TEORICOEl cido actico es un compuesto qumico muy verstil y necesario en gran cantidad de procesos qumicos. Este compuesto tiene gran variedad de usos, que van desde la industria alimenticia hasta la de plsticos, cueros, solventes entre otros. Es usado ampliamente como conservante, tambin llamado vinagre.Descripcin del productoProducto de origen natural, presente en gran cantidad de frutas, producto de una fermentacin bacteriana, y por ende, est presente en todos los productos fermentados. Comercialmente es elaborado por medio de la fermentacin bacteriana del azcar, o el alcohol, o por sntesis qumica del acetaldehdo.El cido actico se encuentra en el vinagre y es el principal responsable de su sabor agrio y su caracterstico olor. Su frmula es CH3-COOH, y, de acuerdo con la IUPAC se denomina sistemticamente cido etanico. Su punto de fusin es 16.6 C y el punto de ebullicin es 117.9 C.Es de inters para la qumica orgnica como reactivo, para la qumica inorgnica como ligando, y para la bioqumica como metabolito. Tambin se utiliza como sustrato, en su forma activada, en reacciones catalizadas por las enzimas conocidas como acetil transferasas.La fermentacin actica es la fermentacin bacteriana por Acetobacter, un gnero de bacterias aerbicas, que transforma el alcohol en cido actico. La fermentacin actica del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxgeno y es considerado uno de los fallos del vino.Acetobacter es un gnero de bacterias del cido actico caracterizado por su habilidad de convertir el alcohol (etanol) en cido actico en presencia de aire. Hay muchas especies en este gnero y tambin otras bacterias son capaces de formar cido actico bajo varias condiciones; pero todas las Acetobacter son reconocidas por esta habilidad caracterstica.Para llevar a cabo la produccin de cido actico se utiliza ampliamente el sistema de cultivo sumergido, donde las bacterias acticas estn suspendidas en el lquido al cual se le aplica aireacin de acuerdo a la demanda de oxgeno, donde el valor mnimo es 0.4 0.5 ppm.

DISEO DEL BIOREACTOR

DATOS

MicroorganismoBiomasa Acetobacter aceti

Formula MolecularCH1,8O0,5N0,2

SustratoAlcohol etlico

Concentracin de alcohol6 8 %

Toleracin de hasta del alcohol12%

Acidez inicial 3 3,5%

Acidez Final6%

T Optima26 y 28 C

pH4,5

3X10-3

Estequiometria para la conversin de sustrato 1:1

Composicin del caldo2% Glucosa0,5 % v/v de Etanol0,8 % de extracto de levadura0,5 % Peptona20 % v/v Glicerol, como crioprotector

Fermentacin en un tanque mximo de dimetro 1,3m y la altura mxima de 3.9 m.

Descarga de vinagre de fermentador0,2 0,3 % de volumen de alcohol

SUSTRATO

AIREPRODUCTOD= 1,3 mH= 3,9 m

CLCULOS DEL BIORREACTOR

DIMENSIONES DEL BIORREACTORRelacin 1:3 D/HDnde:D: DimetroH: AlturaV: volumen

DIMENSIONES DEL AGITADORDnde:H: AlturaHa: Altura del agitadorDi: Dimetro del impulsor

Turbina Rushton Turbina =

Potencia del agitadorDnde:Re: Nmero de ReynoldsDi: Dimetro del impulsorN: Velocidad del agitador: Densidad: Viscosidad

Nmero de Potencia Np Rushton = 5 6 kgDnde:Np: Numero de PotenciaP: PotenciaN: Velocidad del agitador: DensidadDi: Dimetro del impulsor

DISEO DEL INTERCAMBIADOREl biorreactor se har en acero inoxidable con una chaqueta la cual conducir agua como refrigerante.