Disseny d’un bioreactor per a la producció de cel·lulosa bacteriana

Abstract

L’objectiu principal d’aquest treball és el de dissenyar un bioreactor per a la producció de cel·lulosa bacteriana. Per assolir aquest objectiu ha estat necessària una introducció teòrica de quatre punts clau; els materials compostos, la cel·lulosa bacteriana, l’obtenció de la mateixa i els diferents tipus de fermentadors. En aquest primer bloc teòric explica doncs, resumidament, l’origen de la cel·lulosa bacteriana, una cel·lulosa produïda per alguns bacteris mitjançant la fermentació que consta d’unes propietats superiors a la cel·lulosa vegetal. Aquest fet la fa òptima per a compondre materials compostos, els quals són la principal aplicació de la cel·lulosa bacteriana. S’expliquen també els precedents històrics que es tenen de la mateixa i com influeixen una sèrie de factors en la seva producció; el carboni, el nitrogen, el pH, i la temperatura entre d’altres. Per altra banda es citen i s’expliquen els principals fermentadors; discontinus, alimentats, continus, tubulars i d’altres utilitzats anteriorment en la producció de cel·lulosa bacteriana. Arribat a aquest punt, l’estudi consta d’una base teòrica suficient per començar el disseny del bioreactor. En base a estudis d’altres autors, es recopilen els diferents valors de paràmetres com el subministrament d’oxigen, la temperatura, el pH, l’inòcul, l’esterilització del medi, el substrat, la durada del cicle, la producció i el rentat del producte per elegir el valor òptim pel reactor que es vol dissenyar; un reactor a nivell planta pilot amb una producció anual de 300 Kg. A continuació es mostren les condicions essencials d’operació del fermentador, els plànols, els rendiments i la seguretat. S’ha fet també un estudi econòmic, un estudi ambiental i una planificació del projecte. L’estudi conclou amb l’assoliment dels objectius; la viabilitat de realitzar el reactor que s’ha dissenyat, a escala planta pilot, tenint en compte que els càlculs de producció i rendiment són orientatius.