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Determinación de condiciones de máxima productividad de biocombustibles por Clostridium beijerinckii en cultivo continuo usando análisis de bifurcación. - RIIIT
Determinación de condiciones de máxima productividad de biocombustibles por Clostridium beijerinckii en cultivo continuo usando análisis de bifurcación.
En el presente trabajo se hace una propuesta de la aplicabilidad del análisis dinámico de sistemas en el campo de las fuentes alternativas de energía, particularmente en el área de los biocombustibles. Se realizaron simulaciones de un sistema de fermentación en continuo de Clostridium beijerinckii para la producción de biocombustibles ABE (acetona, butanol y etanol) tomando como base un modelo cinético propuesto por el grupo de trabajo. Dicho modelo se aplicó al análisis de un sistema de fermentación reportado en literatura en el cual la productividad del sistema a 45 g/L de sustrato, 2 g/L de butirato como precursor metabólico y tasa de dilución de 0.025 h-1 fue de 1.25 g/L de ABE. Mediante un análisis de bifurcación considerando a la tasa de dilución (D), concentración de sustrato y de un precursor metabólico en la corriente de alimentación al reactor como parámetros de estudio se establecieron condiciones que permiten obtener una producción teórica de biocombustibles máxima, equivalente a 2 g/L de ABE a D = 0.03 h-1, glucosa = 75 g/L y butirato = 1.5 g/L respectivamente, donde las concentraciones propuestas representan el límite máximo dentro del cual el sistema puede consumir el sustrato en su totalidad sin promover la acumulación del mismo dentro del reactor, demostrando ser estables con respecto al tiempo en base a resultados de análisis de valores propios. También se observó que la operación del reactor a tasas de dilución menores presenta multiplicidad de estados estacionarios, los cuales pueden impactar de manera negativa en la productividad del sistema. Este tipo de estudios proveen herramientas informáticas de análisis aplicadas a sistemas de producción que permiten generar condiciones de operación que ayuden a abatir costos y elevar la eficiencia del sistema en cuestión.
Palabras clave: Bifurcación, biocombustibles, Clostridium, continuo, productividad.
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