FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGA1. DATOS GENERALES1.1 Nombre del estudiante: Jos Luis Campoverde Alvarez1.1.1 Cdigo: 440751.1.2 Contactos: Telfono: 2875318; Celular: 0983257976; Email: jossssssss@hotmail.com 1.2 Director sugerido: Ing. Claudio Esteban Snchez Jauregui MBA PhD (c)1.2.1 Contactos: Celular:0979414066; Email: csanchez@uazuay.edu.ec1.3 Co-director sugerido (opcional)1.4 Asesor metodolgico:1.5 Tribunal designado:1.6 Aprobacin:1.7 Lnea de investigacin de la carrera1.7.1 Cdigo UNESCO: 3302.021.7.2 Tipo de trabajo: TECNOLOGA DE LA FERMENTACIN1.8 rea de estudio: 1.9 Titulo propuesto:Estudio de parmetros para el diseo y elaboracin de un Bio reactor.

1.1Estado del proyecto:Los Bio reactores en la industria fomentan la bio produccin de bacterias, hongos y algas adecuados a los requerimientos de la industria, estos equipos permiten generar mejores cepas para las diversas fermentaciones que la industria tiene en la produccin de diversos productos; por tal motivo y para identificar los diversos requerimientos que poseen estos equipos el tema planteado pretende identificar los parmetros requeridos para una cepa especfica como lo es la Saccharomyces cerevisiae, obteniendo datos que permitan expandir las capacidades del laboratorio, generando cepas diversas y ptimas para su uso y estudio respectivo.CONTENIDOPROBLEMTICA: Los organismos de educacin como sus laboratorios se ven limitados por la falta de equipos que permitan actualizar la investigacin, innovacin y por lo tanto el aprendizaje en diversas reas, siendo conscientes que varios equipos tienden a ser ms complejos en su adquisicin por su valor, la tecnologa que se posee y tcnicas se ven limitadas por uno o varios parmetros.Los procesos fermentativos son los ms antiguos en la industria de alimentos y a su vez son fundamentales para las diversas instancias siendo su anlisis y desarrollo un eje de investigacin constante, por este motivo se considera la elaboracin de este equipo evitando su costo elevado en el mercado; a su vez se considera su desarrollo no solo en el campo de la fermentacin, el equipo posee cualidades que le permitirn expandir a nivel de microbiologa en general, as como a la extraccin de vitaminas de tipo B; siendo fuente para el desarrollo de nuevos proyectos en base de los resultados de los equipos.En la industria de alimentos en su anlisis de innovacin requiere una evolucin en muchos parmetros como son: aditivos biolgicos, levaduras, bacterias entre otros; dichos parmetros por lo general no son elaborados ni purificados en nuestro pas, por la falta de equipos que permitan un adecuado ambiente para que se propaguen y a su vez por la falta de laboratorios con la capacidad para poder analizar sus caractersticas.En el campo docente este equipo ser integrado y constara con los diseos que se puedan optimizar a futuro con las generaciones continuas que puedan trabajar con este equipo, impulsando el desarrollo e innovacin de los diversos equipos que se requieren por parte de los laboratorios y forman parte de la instruccin acadmica en la universidad.Del mismo modo la innovacin en los diversos campos como: tecnologa, metalurgia o sistemas, no ha visualizado una confianza para su crecimiento, delimitando los equipos a nivel extranjero y de importacin, los cuales son funcionales sin embargo su costo de adquisicin y de mantenimiento en la mayora de las ocasiones suelen ser exorbitantes, dejando imposibilitado a varios laboratorios sin la capacidad para estos anlisis.1.1 Resumen La ideologa de poder realizar mejores avances en los diversos campos de la investigacin nos lanza en la actualidad a muchos equipos tecnolgicos que brindan la capacidad de elevar el valor de la investigacin al reducir el tiempo requerido para la misma; introduciendo varias tcnicas y tecnologas a los laboratorios de anlisis.Por tal motivo con este tema de tesis se plantea implementar un equipo con base a los requerimientos del laboratorio, brindando la capacidad de realizar cultivos nuevos y analizando sus cepas para su uso, permitiendo un material didctico a su vez que brinde nuevas oportunidades de conocimiento y de trabajos para los estudiantes.El equipo se desarrollara desde su estructura fsica, que est acorde a las necesidades para la generacin de micro climas idneos para el correcto funcionamiento, a su vez para alcanzar dicho objetivo se realizaran los clculos necesarios para permitir al equipo obtener los parmetros deseados.ESTADO DEL ARTE Y MARCO TERICOEl biorreactor STR o conocido como reactor de tanque agitado es el ms utilizado, este posee una cabecera por la cual se insertan los dispositivos necesarios para su agitacin y alimentacin del sustrato, as como la liberacin de presin y control del ambiente. Estos equipos constan en su estructura de materiales que son qumicamente inertes, no permiten la filtracin de iones y sustancias fsicas externas. (McNeil B., Harvey L., 2008)Antes de disear el equipo, el proceso de fermentacin debe tener diversas observaciones, que se requiere para asegurar el proceso de fermentacin y su eficiencia. Algunos parmetros como son: la velocidad de agitacin, el rango de aireacin, la intensidad de calentamiento y de enfriamiento, el caldo del cultivo, la vlvula de cido o de base. (Jagani H. et al, 2010)Los productos biolgicos son de gran importancia para muchas aplicaciones como son: la biotransformacin, diagnsticos, bsqueda y desarrollo, tambin en la industria de los alimentos, pharmaceuticos, y cosmticos. (Carta G., Jungbauer A.; 2010)El criterio para el uso del fermentador en su optimizacin depender del producto deseado, asegurando la productividad al realizar procesos eficientes; para cumplir con este objetivo se identifica el tipo de parmetros necesarios para el microorganismo seleccionado, requiriendo un tipo especfico de agitacin, nivel de oxigeno u otros gases. (Nielsen J.)Los microorganismos tienen una gran importancia e impacto en nuestra vida y no siempre de una manera que nos agrada. Son fundamentales en la obtencin de algunos productos alimenticios pero son tambin los responsables del deterioro de gran parte de los alimentos. Son responsables de las fermentaciones que ocurren en el organismo y de la metabolizacin de muchas vitaminas. (FOOD QUALITY)

Entre los alimentos procesados los primeros producidos y consumidos por los seres humanos, fueron los alimentos fermentados. Su popularidad se debe a las caractersticas deseables que presentan como la vida extendida, mejora la seguridad, mejora del valor nutritivo, y las caractersticas sensoriales especiales. Sin embargo, hoy en da, la fermentacin es ms sobre la atribucin de sabores nicos a los alimentos de una manera totalmente natural. (Varkazas T., Tzia C.; 2015)

Las levaduras son hongos unicelulares que se han utilizado durante siglos para la obtencin de productos como el vino, la cerveza o el pan. Todas metabolizan azucares como la glucosa, fructosa y manosa, pero algunas son capaces de hacerlo en condiciones anaerobias, con la produccin de alcohol y anhdrido carbnico, en el proceso conocido como fermentacin. La reproduccin de las levaduras, en especial las utilizadas industrialmente, es normalmente asexual, a travs de la gemacin en la superficie, pero la reproduccin sexual tambin se puede dar en determinadas condiciones. (De Martn Barry A.; 2005)Las levaduras tienen diversas especificidades para su crecimiento ptimo, su rango de temperatura vara entre 5 a 37C, la disposicin de agua favorece el crecimiento de las mismas soportando Aw de 0.65; a su vez el oxgeno permite su crecimiento mientras que la falta del mismo produce la generacin de alcohol; el rango de pH ptimo para su crecimiento varia de 4,5 a 6,5; requieren fuertes cantidades de carbono orgnico y nitrgeno mineral u orgnico, siendo el caso de algunas vitaminas. (Uribe L., 2007)El crecimiento y viabilidad de los microorganismos esta determinada por factores nutricionales y en condiciones de laboratorio ptimas, es posible predecir una curva de crecimiento caracterstica de cada especie microbiana. (Aquiahuatl M., Perez M.; 2004)2.6 Hiptesis2.5 OBJETIVOS Objetivo general Diseo y elaboracin de un Bio reactor de pequea escala para el laboratorio de biotecnologa.Objetivo especficos Identificar el tipo de parmetros requeridos para un crecimiento ptimo de la levadura Saccharomyces Cerevisiae. Identificar los estndares de los equipos y sus mtodos para el cultivo ptimo. Disear el equipo en base a los datos y parmetros obtenidos. Obtener informacin de los sensores necesarios para la lectura y medicin de parmetros durante el proceso. Identificar las cualidades ptimas de crecimiento de la levadura para la obtencin de la biomasa deseada para sus aplicaciones en alimentos. Aplicar los resultados en los equipos biomoleculares para mejorar procesos fermentativos en las diversas tecnologas.

2.6 METODOLOGA Alcances y resultados esperadosEn el presente trabajo tiene pretende brindar informacin sobre el desarrollo de diseo de maquinaria y su ejecucin, generando la capacidad necesaria de investigacin para el diseo de equipos propios cumpliendo los objetivos planteados y su finalidad; a su vez impulsar la elaboracin de equipos funcionales de origen nacional siempre que la tecnologa lo permita; el resultado de este proyecto se espera que brinde un manual de recopilacin de datos sobre el micro organismo selecto y a su vez como resultado ser el diseo y equipo dispuesto para el laboratorio de la universidad en el rea de innovacin.Supuestos y riesgosLos riesgos ms altos existentes en el presente proyecto se identifican en la lnea de sensores especiales para la medicin y control de parmetros, siendo estos de mucho cuidado para el uso eficaz del equipo, a su vez el control continuo de la bio masas producidas deben ser de constante revisin para que estas no sufran alteraciones en su proceso. 2.7PresupuestoEl proyecto como tal en su rea econmica determinara la necesidad financiera, siendo los recursos ms necesarios en la adquisicin de los sensores y dems herramientas necesarias para la elaboracin del equipo acorde al diseo realizadoRubro y DenominacinCosto Justificacin

Documentacin y normativas$ 50,00 Desarrollo en el rea microbiolgica y de laboratorios

Fotocopias y papeleo de tesis$ 80,00 Encuadernado, aplicacin de registros, entre otros.

Elaboracin acorde al diseo del equipo$ 2000,00Elaboracin fsica de las partes del equipo para su composicin.

Sensores de medicin$ 3500,00Sistemas de control de la colonia y su microclima

Cultivo de la colonia$ 800,00Materiales vitales para la reproduccin de la colonia acorde al diseo experimental

2.8Financiamiento2.9 Esquema tentativo

Introduccin Objetivos Objetivo general Objetivo especifico CAPITULO I: Revisin Bibliogrfica METODOLOGA 1.1 Bio reactores en la industria de alimentos1.2 Variables de funcionamiento dirigido a levaduras1.3 Taxonoma Saccharomyces cerevisiae1.4 Generacin de biomasa1.5 Cuantificacin de biomasasCAPITULO II: Materiales y mtodos METODOLOGA 2.1 Diseo acorde a parmetros de produccin2.2 Diseo de estructura del equipo y distribucin de sensores2.3 Diseo experimental de micro ambiente para la levadura2.4 Tratamiento de bio masaCAPITULO III: Resultados y conclusiones3.1 Pruebas de aplicacin3.2 Resultados del diseo del equipo3.3 Ajustes de los resultados del diseo de equipo3.4 Resultados y conclusiones del equipo3.5 Anlisis de resultados del diseo experimental3.6 Conclusiones de los resultados del bio fermentador aplicado a la levaduraResultados, Conclusin y Discusin del Proyecto de Tesis2.10CronogramaObjetivoActividadResultado esperadoTiempo

CAPITULO I Bio reactores en la industria de alimentos Variables de funcionamiento dirigido a levaduras Taxonoma Saccharomyces cerevisiae Generacin de biomasa Cuantificacin de biomasasIdentificar la mayor cantidad de informacin existente sobre los temas expuestos; de esta manera solventar los captulos siguientes al ejecutar parmetros idneos para las levaduras y el mejor rendimiento del equipo.5 semanas

CAPITULO II Diseo acorde a parmetros de produccin Diseo de estructura del equipo y distribucin de sensores Diseo experimental de micro ambiente para la levadura Tratamiento de bio masaGenerar los mdulos que contengan toda la informacin del diseo para su elaboracin correcta y posterior uso.20 semanas

CAPITULO III Pruebas de aplicacin Resultados del diseo del equipo Ajustes de los resultados del diseo de equipo Resultados y conclusiones del equipo Anlisis de resultados del diseo experimental Conclusiones de los resultados del bio fermentador aplicado a la levaduraIdentificar los resultados adecuados del funcionamiento del equipo al reproducir la bio masa selecta en las diversas caractersticas que sealan el diseo experimental para este micro organismo3 semanas

BIBLIOGRAFIA: McNeil B, Harvey L.; 2008; Practical Fermentation Technology, pag. 4 - 7. Hitesh Jagani, Karteek Hebbar, Sagar S. Gang, P. Vasanth Raj, Raghu Chandrashekhar H. and J. Ventaka Rao; 2010; An overview of fermenter and the design considerations to enhance its productivity, Pharmacologyonline, pag. 261 Carta G., Jungbauer A.; 2010, Protein chromatography: Process development and scale-up Nielsen J.; Fermentation monitoring, design and optimization; Technical University of Denmark Education and Culture lifelong learning programme LEONARDO DA VINCI, in FOOD QUALITY, Microorganismos y alimentos Varkazas T., Tzia C.; 2015, Food Engineering Handbook. De Martn Barry A.; 2005, Control del Metabolismo de Saccharomyces cerevisiae en la sntesis de glutatin Uribe L.; 2007, Caracterizacin fisiolgica de levaduras aisladas de la filsfera de mora. Aquiahuatl M., Prez M.; 2004, Manual de prcticas del laboratorio de microbiologa general.2.18 Firma de responsabilidad (estudiante)

_______________________Jos Luis Campoverde Alvarez

2.19 Firma de responsabilidad (director sugerido)_______________________________Ing.