Escalado de la fermentacion

Escalamiento de la fermentación

El escalamiento involucra el estudio de los problemas asociados a transferir la información obtenida en el laboratorio (ml)  a escala de planta piloto (lt) y desde escala de planta piloto (lt) a escala industrial (m³).

En cada una de las etapas de escalamiento se evalúan algunos aspectos del proceso:

1. Escala de laboratorio se llevan a cabo:

–         la selección de cepas

–        estudios básicos de cinéticas de crecimiento

–        niveles de expresión

–        selección del medio, etc.

2. Planta piloto se optimizan las condiciones de operación

–        forma de operación

–        flujos, presiones

–        Temperaturas

–        velocidades de agitación, etc

3. Escala industrial se lleva a cabo la producción del producto de interés a niveles rentables.

El escalamiento más difícil en entre la escala de laboratorio y la planta piloto, debido a :

–        El diseño de los equipos, dado que la fluidodinámica es diferentes en cada escala.

–        Tamaño de los electrodos

Criterios de Escalamiento

•         La selección del criterio de escalamiento dependerá de cual es la variable más importante para el crecimiento del microorganismo y para la producción de producto deseado, por ejemplo:

•          Fragilidad del m.o.

•          Trasferencia de O₂

•         Generalmente el escalamiento se hace en base de principios de semejanza entre 2 sistemas. Esta semejanza se refiere a similitud entre las 2 escalas. Dichas similitudes pueden ser:

•         Similitudes geométricas: Las razones entre las longitudes correspondientes deben ser iguales en ambos sistemas.

•         Similitudes cinemáticas: Las razones entre las velocidades en puntos equivalentes deben ser iguales en ambos sistemas.

•         Similitudes dinámicas: Las razones entre las fuerzas en puntos equivalentes deben ser iguales en ambos sistemas.

Criterios de escalamiento

1.- Coeficiente de transferencia de oxígeno (kla) =>  (kla) _escala1 = (kla) _escala2

            2.-  Potencia por unidad de volumen (Pg/V) =>                      (Pg/V)_escala1= (Pg/V)_{escala 2}

         3.- Velocidad tangencial de agitación (p N Di) => (p N Di) _escala1= (p N Di) _escala2

4.-   Mantención del N_Reynold  ( N Di² r/m) =>     

                        (N Di² r/m) _escala1 = (N Di² r/m) _{escala 2}

5.-Velocidad de Bombeo de airea  (F/V) => 

                        (F/V) _escala1  = (F/V) _escala2