1 / 35

Fermentacions i fermentadors

Fermentacions i fermentadors. ÍNDEX: Preparació d’inòculs. Cinètica del creixement bacterià. Disseny i tipus de fermentadors. Tipus de fermentacions: Discontinua o per càrregues. Discontinua alimentada. Continua. Sistemes de control. Escalat d’un procés: placa, matrau, fermentador.

mayda
Download Presentation

Fermentacions i fermentadors

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Fermentacions i fermentadors ÍNDEX: Preparació d’inòculs. Cinètica del creixement bacterià. Disseny i tipus de fermentadors. Tipus de fermentacions: Discontinua o per càrregues. Discontinua alimentada. Continua. Sistemes de control. Escalat d’un procés: placa, matrau, fermentador. Recuperació i purificació de productes.

  2. Preparació d’inòculs ÍNDEX: • Definició d’inòcul. • Cultius purs o axènics i cultius mixtes. • Definició d'esterilitat i la seva importància.

  3. Cinètica del creixement bacterià ÍNDEX: • Determinació de cèl·lules viables (creixement actiu). • Absorbància. • Corba de viables. • Fases de creixement. • Creixement exponencial. • Importància del nombre de microorganismes.

  4. Disseny i tipus de fermentadors ÍNDEX: • Parts d’un fermentador “típic”: • Recipient de fermentació. • Entrada i sortida de gasos. • Entrada d’inòculs, medis de cultiu i additius. • Sortida de mostres i productes. • Sistemes d’agitació, d’escalfament i refrigeració. • Sondes de mesures fisicoquímiques.

  5. Filtre d’aire Sortida d’aire MOTOR Refrigerador SONDES Entrada d’aire Sonda de Temperatura Recol·lector de mostra Filtre d’aire Sonda de pH Sonda de pO2% PALETA TRENCADORA Sortida d’aigua Recipient Camisa d’aigua Sonda de escuma PALETES AGITADORES Sonda de nivell Entrada d’aigua AIREADOR

  6. Disseny i tipus de fermentadors ÍNDEX: • “Classificació” dels fermentadors: • Fermentadors per a cultius líquids. • Fermentadors per a cultius en fase sòlida. • Fermentadors de cèl·lules immobilitzades.

  7. Disseny i tipus de fermentadors ÍNDEX: • Fermentadors per a cultius líquids: • Fermentadors de laboratori. • Fermentadors d’escala pilot. • Fermentadors de producció. • Fenòmens de transport en medis líquids, reologia i número de Reynolds.

  8. Disseny i tipus de fermentadorsFermentadors per a cultius líquids Fermentador de laboratori (2 a 15 litres) Fermentador escala pilot (30 a 100 litres) Fermentador de producció ( >100 litres)

  9. Tipus de fermentacionsDiscontinua, alimentada i continua • Fermentació discontinua: • Preparació del fermentador • Inoculació • Fermentació • Recuperació del cultiu Substrat Producte Biomassa Temps

  10. Tipus de fermentacionsDiscontinua, alimentada i continua • Fermentació alimentada: • Preparació del fermentador • Inoculació • Fermentació • Addició de substrat • Recuperació del cultiu Producte Biomassa Substrat Substrat Temps

  11. Tipus de fermentacionsDiscontinua, alimentada i continua • CONTINUA: EL QUIMIOSTAT • Flux d’entrada = Flux de sortida • (volum constant) • Taxa de dilució > Taxa de creixement: Rentat del cultiu • Taxa de dilució < Taxa de creixement: • Sobrecreixement • Taxa de dilució = Taxa de creixement: Cultiu en estat d’equilibri Flux sortida Flux d’entrada Medi Recol·lecció de cultiu La taxa de flux s’ha de seleccionar per proporcionar un cultiu en estat d’equilibri i en fase de creixement (taxa de creixement = taxa de dilució)

  12. Sistemes de control ÍNDEX: • Control de la temperatura. • Control de l’agitació. • Control del pH. • Control d’escumes. • Control de substrats.

  13. Escalat d’un procés:Des del tub o la placa fins al fermentador ÍNDEX: • Importància de l’inòcul. • Avantatge econòmica. • Punts de control.

  14. Escalat d’un procés:Línies de producció • Línia de producció: fermentadors funcionant de forma cooperativa. • El volum de inoculació és aproximadament 1:50 fins el 10% del volum total. 4500+500 PRODUCCIÓ 5.000 litres 4,5+0,5 LABORATORI 5 litres 45+5 PILOT 50 litres 450+50 PRODUCCIÓ 500 litres

  15. Escalat d’un procés:Línies de producció Exemple: el rendiment d’un cultiu microbià s’atura a 108 CFU ml-1; ¿quina és la relació de temps entre l’obtenció d’aquest tipus de cultiu amb escalat i sense escalat (500L en 4500L o 0,5L en 4999,5L)?

  16. Escalat d’un procés:Línies de producció front a processos únics Cost per producció En 1 mes s’aconsegueix 1 producció amb un cost de 400.000 En 1 mes s’aconsegueixen 4 produccions amb un cost de 444.400 L’escalat d’un procés és més econòmic

  17. Recuperació i purificació de productes • Iniciació del creixement bacterià. • Ajustament de les condicions de màxima producció. • Concentració dels bacteris. • Obtenció de proteïnes, productes... • Purificació, conservació, esterilització per radiació... Línia de producció. Concentració Liofilització Esterilització.

  18. Recuperant el producte:Sistemes de recuperació: centrifugadores i filtres ÍNDEX: • Centrifugació per lots. • Centrifugació contínua. • Filtració i ultrafiltració.

  19. Recuperant el producte:Centrifugació per lots Centrifugació per lots: La centrifugació és un procés de separació que utilitza l'acció de la força centrífuga per a promoure l'acceleració de partícules en una mescla de sòlid-líquid. Dos fases clarament distintes es formen en el recipient durant la centri-fugació. La recuperació de cèl·lules es porta a terme amb la totalitat del cultiu.

  20. Recuperant el producte:Centrifugació continuada ÍNDEX: • Centrifugadores tubulars. • Centrifugadores de discs. • Decantadors.

  21. Recuperant el producte:Centrifugació continuada Centrifugadores tubulars: En un recipient cilíndric que gira a una velocitat angular w (rad/s) o N (rpm) i conté un anell de líquid d'un radi significatiu R (m), l'acceleració centrifuga FC a la que estan sotmeses les partícules és: FC = w2R = 0,011·N2R La força aplicable a cada partícula per unitat de pes ve expressada com: FC = 0,011·N2R (rs – rL) x 1·g-1 = G (rS – rL) On G = w2R·g-1 = 0,11·N2R / 9,81 = 11,2x10-4·N2R rS : densitat de la partícula rL : densitat del líquid intersticial

  22. Recuperant el producte:Centrifugació continuada Centrifugadores tubulars: Hidrociclons Campana tubular

  23. Recuperant el producte:Centrifugació continuada Centrifugadores tubulars: Càmares de centrifugació Campana de tambor

  24. Recuperant el producte:Centrifugació continuada • Centrifugadores de discs: Relació entre la velocitat de rotació i la força centrífuga: La relació existent entre l’acceleració centrípeta i la velocitat de rotació (mesurada en rpm) de la centrifugadora és la següent: A on: g = acceleració centrípeta Rt= radi del tambor de la centrífuga rpmt = revolucions per minut del tambor (rpmt x 2 x  x 60-1) representa la velocitat angular

  25. Recuperant el producte:Centrifugació continuada • Centrifugadores de discs:

  26. Recuperant el producte:Centrifugació continuada • Centrifugadores de discs:

  27. Recuperant el producte:Centrifugació continuada • Decantadors:

  28. Recuperant el producte:Filtració ÍNDEX: • Filtres de tambor. • Filtres de disc. • Filtres de premsa. • Filtres de borsa. • Filtres de cartutx.

  29. Recuperant el producte:Filtració • Filtres de tambor:

  30. Recuperant el producte:Filtració • Filtres de disc:

  31. Recuperant el producte:Filtració • Filtres de premsa:

  32. Recuperant el producte:Filtració • Filtres de borsa Filtres de cartutx

  33. Recuperant el producte:Ultrafiltració

  34. Recuperant el producte:Ultrafiltració

More Related