Simulación de un proceso de enriquecimiento proteico en un biorreactor de lecho fijo con herramientas de MATLAB

• Autores: M.C. Julián Ricardo, Luis Beltrán Ramos Sánchez
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 76, Nº. 587, 2019, págs. 221-225
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Simulació d'un procés d'enriquiment proteic en un bioreactor de llit fix amb eines de MATLAB
  • Simulation of a protein enrichment process in a fixed bed bioreactor with MATLAB tools
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• Resumen
  • español

    Se han desarrollado numerosas investigaciones para obtener productos enriquecidos proteicamente por Fermentación en Estado Sólido a partir de residuos de la industria azucarera, pero las tecnologías empleadas a escala comercial presen-tan limitaciones asociadas a la acumulación de energía liberada por el crecimiento microbiano. En la actualidad, el trabajo experimental acompañado de la modelación matemática, la simulación y la optimización con el uso de programas de cómputo como MATLAB, para el diseño de una planta constituyen elementos fundamentales. Este trabajo tiene como objetivo simular el proceso de enriquecimiento proteico de los residuos de la industria azucarera en un biorreactor de lecho fijo mediante el empleo de la función pdepe de MATLAB. Esta función resuelve problemas de valor inicial y condiciones límites para sistemas de ecuaciones diferenciales parcia-les parabólicas y elípticas en una dimensión. La simulación del proceso de fermentación en estado sólido a escala industrial, permitió predecir la dinámica de las principales variables del proceso, se alcanzan valores de enriquecimiento proteico de 13.1 % base seca y se mantienen un buen control de la temperatura con la relación usada de altura-diámetro del biorreactor.

  • català

    S'han desenvolupat nombroses investigacions per obtenir productes enriquits proteicament per Fermentació en Estat Sòlid a partir de residus de la indústria sucrera, però les tecnologies emprades a escala comercial presenten limitacions associades a l'acumulació d'energia alliberada pel creixement microbià. En l'actualitat, el treball experimental acompanyat de la modelació matemàtica, la simulació i l'optimització amb l'ús de programes de còmput com MATLAB, per al disseny d'una planta constitueixen elements fonamentals. Aquest treball té com a objectiu simular el procés d'enriquiment proteic dels residus de la indús-tria sucrera en un bioreactor de llit fix mitjançant l'ús de la funció pdepe de MATLAB. Aquesta funció resol problemes de valor inicial i condicions límits per a sis-temes d'equacions diferencials parcials parabòliques i el·líptiques en una dimensió. La simulació del procés de fermentació en estat sòlid a escala industrial, va permetre predir la dinàmica de les principals varia-bles del procés, s'assoleixen valors d'enriquiment pro-teic de 13.1% base seca i es mantenen un bon control de la temperatura amb la relació usada d'altura -Diàmetre del bioreactor.

  • English

    Numerous investigations have been developed to obtain products fortified by solid state fermentation from sugar industry residues, but the technologies used on a commercial scale have limitations associated with the accumulation of energy released by microbial growth. Currently, experimental work accompanied by mathematical modeling, simulation and optimization with the use of computer programs such as MATLAB, for the design of a plant are fundamental elements. The main goal of this work is to simulate the process of protein enrichment of sugar industry residues in a fixed bed bioreactor by using the pdepe function of MATLAB. This function solves initial value problems and boundary conditions for partial parabolic and elliptical partial differential systems in one dimension. The simulation of the fermentation process in solid state on an industrial scale, allowed to predict the dynamics of the main process variables, values of protein enrichment of 13.1% dry base were reached and a good control of the temperature was maintained with the used ratio of height-diameter of the bioreactor.