modelo de crecimiento monod

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Ingeniería de bioreactores.

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Page 1: Modelo de Crecimiento Monod

Ingeniería de bioreactores.

Page 2: Modelo de Crecimiento Monod

Introducción.

El crecimiento microbiano es el aumento de numero de microorganismos a lo largo del tiempo, para el estudio del crecimiento microbiano se han desarrollado unos modelos cinéticos de crecimiento.

Page 3: Modelo de Crecimiento Monod

Fases del crecimiento microbiano

Page 4: Modelo de Crecimiento Monod

Fase de Crecimiento .

Fase de latencia: No hay incremento en el número de

células Inducción de enzimas para la utilización

de sustratos. Se puede decir que es una fase de

adaptación de los microorganismos.Fase de aceleración : Parte de las células comienzan a

dividirse

Page 5: Modelo de Crecimiento Monod

Continuación...Fase Exponencial: La velocidad de crecimiento es máxima

y el tiempo de generación es mínimo. Durante esta fase los microorganismos

consumen a velocidad máxima los nutrientes del medio.

Fase de desaceleración: Representa el fin del periodo

exponencial , se da por la falta de sustrato, comienzo de la acumulación de inhibidor, factores físicos y químicos

Page 6: Modelo de Crecimiento Monod

Continuación...

Fase estacionaria: Existe intensa actividad metabólica Hay un crecimiento nulo debido al

agotamiento de sustrato, acumulación de toxinas , etc.

Fase de declive o muerte: Ocurre cuando las células continúan

su metabolismo interno y su ciclo de vida es agotado.

Page 7: Modelo de Crecimiento Monod

Fase de muerte.

Se produce una reducción del número de bacterias viables del cultivo.

Algunos microorganismos dejan de multiplicarse irreversiblemente, mientras que otros podrían recuperar su capacidad de multiplicarse si las condiciones son de nuevo favorables.

Page 8: Modelo de Crecimiento Monod

Modelo de Monod.

Si en un cultivo uno de los requerimientos esenciales para el crecimiento (sustrato), estuviera presente sólo en cantidades limitadas, el crecimiento cesaría.

La rapidez de crecimiento de biomasa es una función hiperbólica de la concentración de alimento.

Page 9: Modelo de Crecimiento Monod

Modelo de Monod.

Este modelo se aplica en los sistemas de cultivo continuo.

µ: velocidad de consumo de sustrato.

µmax: es la velocidad máxima de consumo especifico.

Кs: Coeficiente de saturación mediaS: coeficiente de substrato.

Page 10: Modelo de Crecimiento Monod

Gráfica del modelo de Monod.

Page 11: Modelo de Crecimiento Monod

Tiempo de duplicación..

Si se integra la ecuacion de Mond , se obtendria que :

Td = ln2/ µ

Page 12: Modelo de Crecimiento Monod

Efectos de la concentración de sustrato. Cuando [S] < Ks es menor, el sistema

esta limita por sustrato. Cuando [S] > Ks, se alcanza la velocidad

especifica máxima de crecimiento. Conforme Ks aumenta, la curva tiende

verse menos pronunciada. Cuando [S] aumenta en exceso, se dice

que el sistema esta limitado por el número de enzimas, el sistema se limita en biomasa.

Page 13: Modelo de Crecimiento Monod

Efectos de la temperatura. Si se estudia la variación de la velocidad de

crecimiento en función de la temperatura de cultivo, podemos observar una temperatura mínima por debajo de la que no hay crecimiento; a temperaturas mayores se produce un incremento de la velocidad de crecimiento, hasta que se alcanza la temperatura óptima a la que la velocidad es máxima. Por encima de esta temperatura óptima, la velocidad de crecimiento decae bruscamente y se produce la muerte celular.

Page 14: Modelo de Crecimiento Monod

Efectos de la temperatura.

Page 15: Modelo de Crecimiento Monod

Efectos del pH.

La concentración de iones de hidrogeno, tiene un efecto en la velocidad de crecimiento, pues los microorganismos generalmente tienen un intervalo muy pequeño de pH en el que pueden crecer, fuera de ese rango mueren rápidamente.

El pH intracelular es ligeramente superior al del medio que rodea las células ya que, en muchos casos, la obtención de energía metabólica depende de la existencia de una diferencia en la concentración de protones a ambos lados de la membrana citoplasmática.

Page 16: Modelo de Crecimiento Monod

Efectos del pH.

Existe una variación de la ecuación de Monod para indicar el efecto del pH en µ:

H1 representa la concentración de iones hidrógeno. Ka y Kb son las constantes de disociación.

Page 17: Modelo de Crecimiento Monod

Bibliografía.

http://ocw.eafit.edu.co/ingenieria-de-procesos/Proceso-Biotransformacion/presentaciones-de-clase/modelos-cineticos

http://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc003/CAPITULO13.pdf

http://www.cepis.org.pe/bvsaidis/aresidua/i-151.pdf

Page 18: Modelo de Crecimiento Monod

http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/practicas/practica10.pdf

http://ciia.uniandes.edu.co/Simabiotpresent/DIA%203/4.%20Molina.pdf

http://www.unavarra.es/genmic/microgral/Tema%2002.-%20Cultivo%20de%20microorganismos.pdf