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Fundamentos de Bioprocesos: Resolución de Casos Unidad 2, Ejercicios de Biología

Universidad de Quintana Roo (UQROO) - CancúnBiología

Una serie de problemas relacionados con la biología y química de los microorganismos, enfocándose en la determinación de fórmulas empíricas, grados de reducción, rendimientos de producción de biomasa y productos, balance de elementos y ecuaciones de reacción en procesos fermentativos. El documento también incluye problemas relacionados con la producción de etanol y otros productos a partir de glucosa, así como la producción de proteínas a partir de hexadecano.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 27/03/2024

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francisco-javier-soberano 🇲🇽

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FUNDAMENTOS DE BIOPROCESOS RESOLUCIÓN
DE CASOS UNIDAD 2
NOMBRE SOBERANO SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER FECHA 11/03/2024
1. Se puede definir un “microorganismo promedio” como aquel cuya composición (% P/P) de elementos
mayoritarios
(C,H,O,N) es:
C = 46.5 % ; H = 6.49 ; O = 31.0 % ; N = 10.85
Siendo el contenido de sales 5 %
a) Determine la fórmula empírica del microorganismo
b) Calcule la masa de un c-mol
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FUNDAMENTOS DE BIOPROCESOS RESOLUCIÓN

DE CASOS UNIDAD 2

NOMBRE SOBERANO SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER FECHA 11/03/

  1. Se puede definir un “microorganismo promedio” como aquel cuya composición (% P/P) de elementos mayoritarios (C,H,O,N) es: C = 46.5 % ; H = 6.49 ; O = 31.0 % ; N = 10. Siendo el contenido de sales 5 % a) Determine la fórmula empírica del microorganismo b) Calcule la masa de un c-mol
  1. Calcule el grado de reducción para los siguientes compuestos: a) Glicerol b) Ácido cítrico
  2. Calcular el grado de reducción de la biomasa estándar con a) NH 3 como referencia b) N 2 como referencia:
  1. Determina el grado de reducción para Candida utilis a partir de la fórmula empírica (c-mol)
  1. Se cultivo la levadura Candida utilis en un medio conteniendo glucosa, (NH 4 ) 2 SO 4 y sales. La concentración inicial de microorganismo fue de 0.53 g/L y la glucosa 15.2 g/L. Al cabo de algunas horas, se consumió totalmente la glucosa. El rendimiento molar de producción de CO 2 fue de 0.179 moles/L y la biomasa alcanzo un valor de 6.07 g/L a) Cuál es el rendimiento de producción de biomasa en términos molares b) ¿Se formó algún producto? Considere el balance para el rendimiento de un C-mol del sustrato para su respuesta
  1. Aiba et al. (1968) informaron los resultados del estudio en quimiostato en el crecimiento de una cepa específica de levadura de panadería como se muestra en la siguiente tabla. La corriente de entrada del quimiostato no contiene células o productos. a) Considerando que D= μ (la tasa de dilución = tasa de crecimiento específico cuando se alcanza el equilibrio en estado estacionario), encontrar la ecuación de velocidad para el crecimiento celular. b) Haciendo la analogía con la ecuación siguiente: Se obtiene la ecuación de rendimiento de producto donde Para el caso anterior, ¿existe una relación lineal entre el rendimiento del producto y la concentración de sustrato?
  1. Se lleva a cabo una fermentación anaerobia con Clostridium acetobutylicum el cual convierte glucosa en acetona y butanol, junto con cantidades menores de butirato, acetato, etc. En la fermentación se obtienen los siguientes productos por 100 moles de glucosa y 11.2 moles de NH 3 como fuente de nitrógeno: a) Haga un balance de carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno, y determine la composición elemental de las células.
  1. En un sistema cultivo continuo de levadura se producen 0.37 g de biomasa por gr de glucosa y se consumen 0.88 g de O2 por gr de biomasa formada. La fuente de nitrógeno es amonio y la fórmula molecular de la biomasa es CH1.79O0.56N0.17. ¿Se produce algún otro producto?
  1. La producción de proteína por algunas bacterias a partir de hexadecano se describe mediante la siguiente ecuación de reacción: Si el coeficiente de respiración (moles producidas de CO 2 /moles consumidas de O 2 ) = 0.43, encuentre los coeficientes estequiométricos.
  1. La levadura Saccharomyces cereviseae y la bacteria Zymomonas mobilis produce etanol a partir de glucosa bajo condiciones de anaerobiosis sin otro aceptor de electrones externo. El rendimiento de biomasa a partir de glucosa es de 0.11 g/g para la levadura y de 0.05 g/g para la bacteria. La fuente de nitrógeno es amonio y ambos casos la fórmula molecular de la biomasa es CH1.8O0.5N0. a) cuál es el rendimiento de etanol en glucosa en ambos casos?