Modelado matemático de la producción de biohidrógeno por Clostridium beijerinckii.

Valentín Reyes, Jonathan (2018) Modelado matemático de la producción de biohidrógeno por Clostridium beijerinckii. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y método de estudio: La actual demanda energética y el acelerado crecimiento industrial ha permitido el desarrollo de un nuevo enfoque técnico y económico en el uso de energías alternas renovables como nuevas fuentes sustentables al habitual consumo de combustibles fósiles. Los procesos biológicos anaerobios son una opción viable económicamente debido a la generación de bioenergéticos, asimismo contribuye a la disminución de emisión de GEI a la atmósfera terrestre. Sin embargo, estos procesos presentan varias limitaciones que impiden su implementación entre las que destacan la complejidad de los procesos bioquímicos, diversidad de microorganismos, así como limitaciones operacionales. Estas limitaciones han contribuido al desarrollo de modelos matemáticos robustos que puedan representar los múltiples fenómenos involucrados en los procesos anaerobios y, de esta manera, ser usados como una herramienta de diseño, operación y control de procesos. En los últimos años, el modelo de digestión anaerobia No.1 (ADM1) ha sido el modelo más estructurado y completo para describir los procesos de digestión anaerobia, y recientemente ha sido implementado para describir los procesos biológicos de fermentación oscura para la producción de biohidrógeno. En el presente proyecto, se realizó la modelación matemática del proceso de fermentación oscura basada en el modelo ADM1, el modelo fue validado usando datos experimentales usando una cepa pura de C. beijerinckii. Contribución y conclusiones: Se evaluó la producción de biohidrógeno por fermentación oscura utilizando Clostridium beijerinckii, el cual mostró un rendimiento de 3.58 mol H2/mol de sustrato y ácido butírico, ácido acético y etanol como subproductos de la fermentación presentes en la fase líquida. Los datos experimentales de las pruebas BHP fueron usados para validar el modelo propuesto, mostrando una correlación aceptable (R2>0.92) entre los datos experimentales y los perfiles dinámicos de crecimiento microbiano, consumo de sustrato y subproductos de la fermentación.

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