Determinación de la cinética biológica: un modelo para la producción de ácido acético en un reactor CSTR a escala de...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología La biotecnología es la biotecnología.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.
• Fisiología microbiana Fisiología microbiana.

Sus antecedentes:

• Los biorreactores de tanque de agitación continua son cruciales para la fermentación del gas.
• Thermoanaerobacter kivui es un acetógeno termófilo con potencial para la conversión de CO2 y H2.
• Los modelos existentes carecen de marcos cinéticos para la fermentación de gas de T. kivui.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar el primer modelo cinético macroscópico para T. kivui bajo fermentación CO2/H2.
• Integrar la cinética microbiana con la dinámica de los procesos para la optimización de los biorreactores.
• Identificar las condiciones óptimas de funcionamiento para maximizar la productividad del ácido acético.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo macroscópico 0D basado en datos experimentales.
• Incorpora cinética biológica (crecimiento, producción de ácido) y transferencia de masa gas-líquido.
• Parámetros operativos considerados: presión, composición del gas, caudal, velocidad del impulsor.

Principales resultados:

• La validación del modelo confirmó la reproducción de las tendencias experimentales.
• Se predice un pico de productividad del ácido acético a 10 bar, una velocidad de flujo de 0,63 vvm y una relación H2:CO2 de 3:1.
• Se estima una conversión de ~70% de CO2 y 50% de H2 en condiciones óptimas.

Conclusiones:

• El modelo proporciona una herramienta computacionalmente eficiente para la optimización del biorreactor.
• Permite la evaluación de escenarios operativos para la ampliación y la intensificación.
• El marco promueve la valorización sostenible del CO2 utilizando acetógenos termófilos.