Producción de etanol a partir de suero de leche en cultivo por lote alimentado con ciclos repetidos

• Autores: Karelen Araujo, Alejandra Romero, Patricia Chirinos, Gisela Páez, Zulay Mármol, Marisela Rincón
• Localización: Interciencia: Revista de ciencia y tecnología de América, ISSN 0378-1844, Vol. 40, Nº. 5, 2015, págs. 305-310
• Idioma: español
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    Se evaluó la producción de etanol a partir de Kluyveromyces marxianus var. marxianus ATCC 8554 usando lactosuero como sustrato previamente desproteinizado, mediante cultivos por lote alimentado con ciclos repetidos. Los ensayos se realizaron por triplicado y se estudiaron a dos concentraciones de lactosa, 6,0 y 10% p/v a pH 5,0; temperatura 30ºC y con una velocidad de agitación de 150rpm. Se empleó un biorreactor Bioflo 4000 con un volumen de trabajo de 4500 litros y controles automáticos de temperatura y velocidad de agitación.

    La alimentación se adicionó al reactor con un flujo de 0,375l·h-1 y cada ciclo de lote alimentado tuvo una duración de 4h. El lactosuero ultrafiltrado y concentrado se caracterizó en términos de pH, fósforo, cenizas, lactosa a través del método espectrofotométrico fenol-ácido sulfúrico, contenido de nitró- geno por el método de Kjeldahl, y proteínas, multiplicando el porcentaje de nitrógeno por 6,38. La biomasa en el medio de cultivo se determinó con la técnica de peso seco. La producción de etanol se determinó utilizando cromatografía de gases con detector FID a 250ºC y con una columna HP5. La mayor concentración de biomasa fue de 78,15 ±0,1120kg·m-3 y de etanol 31,392 ±0,0053kg·m-3 para el suero concentrado al 10%.

    Los resultados demostraron que la producción de etanol en el cultivo por lote alimentado con ciclos repetidos arroja mejores rendimientos en comparación con los obtenidos por carga.

  • English

    Ethanol production from Kluyveromyces marxianus var.

    marxianus 8554 was evaluated using previously de-proteinated whey as a substrate, by means of fed-batch culture with repeated cycles. All the experiments were made by triplicate using two lactose concentrations, 6.0 and 10.0% w/v, at pH 5,0 and 30ºC, with agitation at 150rpm. A Bioflo 4000 bioreactor was used with working volume of 4500 liters and automatic temperature and agitation speed controls. The reactor was fed at 0,375l·h-1 using 4h cycles. The fresh and concentrated whey was characterized in terms of pH, phosphorus ash, lactose through spectrophotometric phenol-sulfuric acid method, nitrogen content by the Kjeldahl method, and protein multiplying the percent nitrogen by 6.38. Biomass in the culture medium was determined by dry weight loss. Ethanol production was determined by gas chromatography. The highest concentration of biomass was 78,15 ±0,1120g·m-3 and that of ethanol was 31,392 ±0,0053kg·m-3 for 10% lactose whey. Results showed that ethanol production in the fed-batch culture with repeated cycles gave better results in comparisson to those obtained with loading.

  • português

    Avaliou-se a produção de etanol a partir de Kluyveromyces marxianus var. marxianus ATCC 8554 usando lactosoro como substrato previamente desproteinizado, mediante cultivos por lote alimentado com ciclos repetidos. Os ensaios se realizaram por triplicado e foram estudados em duas concentrações de lactose, 6,0 e 10% (p/v) pH 5,0; temperatura 30°C e com uma velocidade de agitação de 150rpm.

    Empregou-se um biorreator Bioflo® 4000 com um volume de trabalho de 4500 litros e controles automáticos de temperatura e velocidade de agitação. A alimentação foi adicionad ao reator com um fluxo de 0,375l·h-1 e cada ciclo de lote alimentado teve uma duração de 4h. O lactosoro ultrafiltrado e concentrado se caracterizou em função do pH, fósforo, cinzas, lactose através do método espectrofotométrico fenol-ácido sulfúrico, conteúdo de nitrogênio pelo método de Kjeldahl, e proteínas, multiplicando a porcentagem de nitrogênio em 6,38 vezes. A biomassa no meio de cultivo foi determinada com a técnica de peso seco. A produção de etanol se determinou utilizando cromatografia de gases com detector FID a 250ºC e com uma coluna HP5. A maior concentração de biomassa foi de 78,15 ±0,1120kg·m-3 e a de etanol foi de 31,392 ±0,0053kg·m-3 para o soro concentrado em 10%. Os resultados demostraram que a produção de etanol no cultivo por lote alimentado com