Diseño de un biorreactor para la obtención de Ácido Glicérico por fermentación bacteriana de Glicerol

Abstract

Hoy en día existe un gran excedente de glicerol ya que es subproducto de las biorefinerías en la producción de biocombustibles, dado que existe una gran cantidad en el mercado su precio se ha ido devaluando y no tiene ningún tipo de valor económico. Para revertir esta tendencia se está buscando crear un producto de alto valor a partir del glicerol. Uno de los productos que se pueden obtener a partir del glicerol es el ácido glicérico, este tiene un gran valor para la producción de bioplásticos, los cuales están ganando terreno cada día gracias al creciente aumento de la concienciación social hacia el medio ambiente. Actualmente se están llevando a cabo varios estudios para producir acido glicérico a partir de glicerol por fermentación bacteriana, pero todos ellos limitan su alcance a escala de laboratorio. Este proyecto tiene el objetivo de diseñar un biorreactor para una planta piloto capaz de producir ácido glicérico a partir de glicerol, considerando que opera en condiciones óptimas de trabajo. La reacción que se llevara a cabo será la fermentación del glicerol por la bacteria Acetobacter Tropicalis para producir Acido Glicérico. En todas las reacciones es de vital importancia conocer la cinética y las condiciones ambientales, al igual que el medio de cultivo de la bacteria. Se ha elegido un biorreactor de tanque agitado discontinuo de Acero Inoxidable AC316. Además, en el diseño del biorreactor se ha incluido un sistema de aireación, ya que las bacterias necesitan oxígeno para trabajar y poder llevar a cabo la reacción. Se ha determinado que el sistema de agitación debe estar formado por tres discos de igual diámetro equipados con 6 palas Rushton. Las dimensiones del tanque son de 1505x900 mm y tiene un volumen real de 750 L, el dimensionado del biorreactor se ha hecho en base a los objetivos de producción. También se ha hecho una simulación numérica del proceso que se llevara a cabo, obteniendo 51,5 kg de ácido glicérico por ciclo de trabajo, que dura 6 días. El coste final del equipo es de 8383 euros.