Ecuaci³n de Monod, cin©tica de crecimiento y tiempo de duplicaci³n

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Universidad Autnoma del Estado de Mxico Facultad de Qumica UA: REACTORES BIOLGICOS

Universidad Autnoma del Estado de Mxico

Facultad de Qumica

UA: REACTORES BIOLGICOSPresentado por:

Nolasco Terrn Eder Yair

Grupo 85 IQ

Cintica de crecimiento celular: Ecuacin de Monod1Crecimiento MicrobianoEs el incremento en el nmero de clulas o aumento en la masa microbiana(biomasa). El crecimiento es un componente esencial de la funcin microbiana, ya que una clula tiene un periodo de vida determinado y la especie se mantiene como resultado del crecimiento continuo de la poblacin celular

Modelamiento matemticoDicho crecimiento celular se puede modelar matemticamente a tal modo de predecir el aumento de poblacin en un cultivo microbiano; adquiere relevancia ya que este modelamiento influye en el diseo de un biorreactor, en consecuencia va a repercutir en el aumento de biomasa y en los productos que se pueden llegar a obtener del crecimiento microbiano.

La representacin grfica de dicha ecuacin diferencial se visualiza de la siguiente manera:

Fases de crecimiento celular Fase I(Lag phase): O llamada fase de adaptacin, no hay crecimiento microbiano aunque hay metabolismo microbiano activo. Asimilan el medio de cultivo y lo procesan segn sus necesidades nutricionales.

Fase II(Log phase): recibe el nombre de fase exponencial, aqu hay duplicacin celular de manera acelerada. Al tiempo en que una clula se duplica se le conoce como tiempo de duplicacin o regeneracin. En el caso de las bacterias el tiempo de duplicacin es de 20 min a 20 hrs donde cada intervalo de tiempo es menor a 1 h.

Duplicacin celularmodelado matemticoTiempo de duplicacin celularmodelado matemticoFase III(Fase estacionaria): la velocidad de divisin celular ha decrecido a tal grado de que la nuevas clulas son producidas al mismo ritmo que cuando mueran las clulas viejas, por lo tanto el nmero de clulas es constante.La cantidad de nutrientes es limitada y pueden aparecer desechos txicos.

Fase IV(muerte celular): tambin llamada fase de declive, en esta etapa ya no es posible la divisin celular, por lo tanto, las clulas mueren y su poblacin decrece exponencialmente.

Ahora surge una interrogante: Qu significa ?Dicha ecuacin es usada como parmetro de diseo en los biorreactores ya que es la ecuacin que ms tiene similitud con el comportamiento poblacional de microorganismos y que depende tambin de la cantidad de sustrato contenido en el biorreactor.

La ecuacin de Monod se utiliza para encontrar la tasa de crecimiento a velocidad de crecimiento constante.

La linealizacin anterior se hace cuando se desea averiguar el crecimiento celular para el caso que la velocidad especfica de crecimiento sea constante.

La ecuacin antes deducida es la variante de la ecuacin de Monod para sistemas que dependen directamente de la concentracin del sustrato ya que de el depende si el crecimiento celular es eficiente o provocar la muerte celular, asimismo, es una consideracin en el diseo de reactores biolgicos .Cintica de Monod para fermentacionesCurva cintica de crecimiento

Crecimiento microbiano en un biorreactor

Alguna duda?Referencias bibliogrficasFogler H. Scott, Elementos de ingeniera de las reacciones qumicas, Cuarta edicin, Edit. Pearson Prentice Hall, Naucalpan de Jurez Mxico, 2008.Quintero R. Rodolfo, Ingeniera bioqumica: teora y aplicaciones, Primera Edicin, Edit. Alhambra Mexicana, Mxico DF. Mxico, 1981.http://www.diversidadmicrobiana.com/index.php?option=com_content&view=article&id=182&Itemid=225, consultado el da 15 de marzo de 2015 a las 20:00 hrs.http://www2.cbm.uam.es/jl sanz/docencia/archivos/08.pdf, consutado el da 15 de marzo de 2015 a las 21:30.

Muchas gracias por su atencin