Bioprocesos

Bioprocesos

1. Los procesos fermentativos y la industria

   • Primer proceso fermentativo: producción de vinos y cervezas
     • Siglo XX gracias a los procesos con metabolismo microbiano se producen sustancias como acetona, butanol, etanol, etc
     • Actualmente las fermentaciones se usan en produccion de alimentos y aditivos, productos quimicos, medicamentos y tratamiento ambiental
   • El proceso fermentativo inicia con la elección del agente biológico adecuado
     • Continua con la transformación de la materia prima (esterilización, aireación y control del proceso
     • finaliza con la separación y purificación del producto final
   • Proceso fermentativo= cualquier proceso microbiano realizado a gran escala
     • Fermentador=biorreactor (recipiente donde ocurre el proceso
   • Objetivos
     • Multiplicación de microorganismos para obtención de biomasa, de productos microbianos, conversion de una sustancia a otra por acción de microorganismos o enzimas y limpieza de solvente

2. Los microorganismos industriales

   • Metabolismo: "Conjunto de reacciones químicas de degradación y síntesis de sustancias de un organismo"
     • catabolismo
       • Oxidación
         • Respiración
           • Respiración aerobia
             • C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi =>6CO2+6H2O+38ATP
         • Fermentación
           • Fermentación alcohólica
             • C6H12O6+2ADP+2Pi =>2 CH3CH2OH+2 CO2+2ATP
           • Fermentación láctica
             • C6H12O6+2ADP+2Pi =>2 CH3CH2OHCOOH+2ATP
     • anabolismo
     • Las vías metabólicas no son reversibles
       • Camino de degradación diferente del camino de síntesis
   • Metabolismo primario y secundario
     • metabolitos primarios
       • crecimiento de microorganismos y transformación de nutrientes en biomasa
         • etanol, ácido láctico y aminoácidos
     • metabolitos secundarios
       • Permiten la supervivencia en ambientes competitivos con escases de nutrientes
         • antibióticos, alcaloides pigmentos, algunas enzimas y toxinas
     • Fases
       • Fase lag o de latencia
       • Fase log o logarítmica
       • Fase estacionaria
       • Fase de declinación o muerte
   • Medios de cultivo y materia prima
     • Composición medio de cultivo
       • agua, fuente de energia y de carbono, fuente de nitrogeno inorgánica, orgánica, sales minerales, sulfato de magnesio, cloruro de calcio y micronutrientes
     • materias primas
       • suero de leche, melaza de caña o de remolacha, almidon de maíz

3. Los diferentes tipos de bioproceso

   • Procesos tradicionales
     • biorreactor para fermentación en fase sólida
     • Método de Orleans (proceso tradicional
   • Procesos sumergidos
     • se lleva a cabo por células y enzimas
       • libre
         • Reactores con agitación mecanica
           • reactores STR
         • Reactores con agitación neumática
           • Reactores en torre
       • inmovilizadas
         • En soportes inertes
           • reactores de lecho fijo
         • En membranas
           • reactores de fibra hueca