Diseño y Preparación del Biorreactor

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Questions and Answers

¿Cuál es la capacidad del reservorio conectado al sistema de adición automática de NaOH?

500 mL (correct)

250 mL

100 mL

950 mL

¿Qué dispositivo se utiliza para la agitación en el biorreactor?

Un sistema de paletas fijas

Un motor a corriente continua

Un impulsor tipo Rushton (correct)

Un agitador magnético

¿Qué debe hacerse con los puertos no utilizados de la tapa del biorreactor?

Deben ser sellados con cinta adhesiva.

Deben cerrarse con dispositivos herméticos. (correct)

Deben dejarse abiertos.

Deben utilizarse para la conexión de otros dispositivos.

A qué temperatura debe realizarse la esterilización del biorreactor en autoclave?

121°C Signup and view all the answers

¿Cuál es la función de la sonda de nivel en el biorreactor?

Registrar el nivel de espuma. Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito de calcular el porcentaje de PHA acumulado en las células?

Calcular el rendimiento en la producción de PHA. Signup and view all the answers

¿Qué operación se realiza primero al determinar la concentración de glicerol en la muestra?

Homogeneizar la muestra conservada. Signup and view all the answers

Al calcular la concentración de glicerol, ¿qué se utiliza como referencia para la comparación?

La solución del Testigo. Signup and view all the answers

¿Qué se debe evitar al mezclar las soluciones en los tubos durante la determinación de glicerol?

La generación de burbujas. Signup and view all the answers

¿Cuál es el primer paso en la determinación de la concentración de amonio en el sobrenadante?

Descongelar la muestra conservada. Signup and view all the answers

En la ecuación para calcular la concentración de glicerol, ¿qué representa DO505 Tubo M?

La absorbancia de la muestra en análisis. Signup and view all the answers

¿Cómo se calibra el espectrofotómetro antes de medir la absorbancia?

Con agua destilada. Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito de incubar las muestras durante 20 minutos a temperatura ambiente?

Permitir la reacción química a desarrollar. Signup and view all the answers

¿Cuál es el uso del puerto para el refrigerante del sistema de termostatización en el biorreactor?

Regular la temperatura del medio Signup and view all the answers

¿Qué tipo de datos se pueden almacenar en la computadora conectada al biorreactor?

Datos en tiempo real sobre el proceso Signup and view all the answers

¿Qué se puede inferir sobre la función del puerto de 4 vías en el biorreactor?

Facilita la adición de NaOH y antiespumante Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes puertos no tiene un uso especificado en el biorreactor Biostat A Plus?

Puerto cerrado Signup and view all the answers

Durante el Trabajo Práctico, ¿qué determinaciones se realizan 'off line' según el esquema?

Determinaciones analíticas específicas Signup and view all the answers

¿Cuál es la concentración final de MgSO4 que se debe obtener al suplementar con soluciones estériles?

1 mM Signup and view all the answers

¿Qué componente del medio LB 2 modificado se utiliza en mayor cantidad?

Peptona de caseína Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación C/N en el medio de cultivo al inicio del cultivo?

Concentración de carbono superior a la de nitrógeno Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de la concentración de nitrógeno en el medio sobre la acumulación de PHB?

Inicia la acumulación de PHB al acercarse a cero Signup and view all the answers

¿Qué medio se utiliza para el desarrollo del inóculo?

Medio LB 2 modificado Signup and view all the answers

¿Qué característica se menciona sobre Halomonas titanicae en relación con el NaCl?

Es halófilo y necesita altas concentraciones de NaCl Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal del glicerol en el medio H1 modificado?

Fuente de energía y carbono Signup and view all the answers

¿Cuál es la concentración final de FeCl3 que se debe alcanzar?

5 x 10-4 g l-1 Signup and view all the answers

¿Qué se debe considerar al completar las últimas cuatro columnas del cuadro sobre variables analizadas?

Las variables deben ser sólo on line. Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito de graficar las curvas de calibrado de glicerol y amonio?

Para obtener los parámetros de ajuste de la curva. Signup and view all the answers

¿Qué deben incluir las conclusiones basadas en los resultados analizados?

Análisis del comportamiento esperado de las variables monitorizadas. Signup and view all the answers

Al procesar los resultados de las determinaciones de glicerol y amonio, ¿qué información adicional se debe calcular?

Concentraciones de todas las muestras con datos experimentales. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de técnicas se deben mencionar para determinaciones off line?

Técnicas empleadas sin detallar los protocolos. Signup and view all the answers

¿Qué características presentan las bacterias observadas en la fotografía del preparado de Halomonas titanicae?

Presentan agrupación irregular con zonas que no se tiñen. Signup and view all the answers

¿Qué información se debe incluir en el anexo del informe?

Todos los cálculos y cualquier otra información relevante. Signup and view all the answers

¿Cuál es el requerimiento relacionado con las gráficas de evolución de las variables monitorizadas?

Se deben analizar y comparar con datos off line. Signup and view all the answers

Study Notes

Diseño del Biorreactor

El vaso del biorreactor tiene una tapa con puertos específicos para diversas funciones.
Los puertos incluyen:
- Inoculación: conectado a un reservorio de 250 mL.
- Toma de muestras.
- Adición automática de antiespumante: conectado a un reservorio de 100 mL.
- Adición automática de NaOH 2 M: conectado a un reservorio de 500 mL.
- Inserción de la sonda de temperatura.
- Inserción del electrodo para monitorización del pH.
- Inserción del electrodo para monitorización de la tensión de oxígeno disuelto (pO2).
- Inserción de la sonda de nivel (para detectar espuma).
- Burbujeador.
- Refrigerante para salida de gases.
- Refrigerante para control de la temperatura del cultivo.
- Bafles.

Preparación del Biorreactor

Cargar el vaso con 950 ml de medio de cultivo.
Calibrar el electrodo de pH e insertarlo en su puerto correspondiente.
Calibrar las bombas para adición automática de base (mediante control de pH) y antiespumante (mediante control de la sonda de nivel).
Controlar las vías que deben cerrarse y abrirse para evitar fugas durante la esterilización en autoclave a 121°C durante 20 minutos.

Determinación de PHA Acumulado

Se calcula el porcentaje de PHA acumulado utilizando la siguiente ecuación:
```
PHA (%) = (DO600Tubo2 / DO600Tubo1) x 100
```

Determinación de la Concentración de Glicerol

Descongelar la muestra y homogeneizarla adecuadamente.
Diluir una alícuota de la muestra 1/30 con agua destilada.
Se utilizan tres tubos: Blanco (B), Testigo (T) y muestra (M).
Agregar 10 μl de agua destilada al tubo B, 10 μl de la solución del Testigo al tubo T y 10 μl de la dilución de la muestra al tubo M.
Agregar 1 ml de solución de trabajo del kit comercial a cada tubo, evitando la generación de espuma.
Incubar durante 20 minutos a temperatura ambiente.
Agregar 2 ml de agua destilada a cada tubo y mezclar suavemente.
Determinar la absorbancia a 505 nm (DO505) de cada tubo, utilizando agua destilada como blanco.

La concentración de glicerol se calcula utilizando la siguiente ecuación:

Cglicerol (g l-1) = Ctestigo (g l-1) x (DO505TuboM - DO505TuboB) / (DO505TuboT - DO505TuboB)

Determinación de la Concentración de Amonio

Descongelar la muestra y homogeneizarla adecuadamente.
Se utilizan tres tubos: Blanco (B), Testigo (T) y muestra (M).
Agregar 10 μl de agua destilada al tubo B, 10 μl de la solución del Testigo al tubo T y 10 μl de la muestra al tubo M.
Agregar 0,5 ml de solución Reactivo A y 0,5 ml de solución Reactivo B del kit comercial a cada tubo.
Mezclar suavemente, evitando la generación de espuma.
Incubar durante 20 minutos a temperatura ambiente.

Medio de Cultivo LB 2 Modificado

Se compone de peptona de caseína (10 g l-1), extracto de levadura (5 g l-1), NaCl (20 g l-1).
Se disuelve en agua destilada y se lleva a volumen final con el mismo solvente.
Se esteriliza a 121 °C durante 20 minutos.

Medio de Cultivo H1 Modificado

Se diseñó con componentes más económicos y de fácil acceso para facilitar el escalado del proceso.
La principal fuente de carbono es el glicerol, un subproducto del proceso de producción de biodiesel.
Ambos medios presentan elevadas concentraciones de NaCl ya que el microorganismo es halófilo.

Análisis del Bioproceso

Las concentraciones de carbono y nitrógeno son determinantes para el crecimiento y acumulación de bioplástico.
La acumulación de PHB inicia cuando la concentración de nitrógeno se acerca a cero (sustrato limitante).
En este momento, la relación C/N es elevada, con una concentración de carbono superior a la de nitrógeno.

Variables a Monitorizar

Se deben monitorizar las siguientes variables para obtener información sobre el proceso:
- Variable analizada
- Tipo de seguimiento (en línea / fuera de línea)
- Sensor
- Controlador
- Valor de setpoint
- Actuador

Determinaciones fuera de línea

Para las variables monitoreadas fuera de línea, se deben mencionar las técnicas empleadas (sin ahondar en detalles del protocolo).

Resultados

Se deben graficar las curvas de calibración para las determinaciones de la concentración de glicerol y amonio.
Se deben procesar y analizar los resultados obtenidos para glicerol, amonio y contenido celular de PHA.
Se deben analizar las gráficas de la evolución de las variables monitoreadas en línea durante el cultivo, comparándolas con la evolución en el tiempo de las variables determinadas fuera de línea.

Conclusiones

Se deben formular conclusiones basadas en los resultados analizados.

Bibliografía

Se debe incluir una lista de referencias bibliográficas.
Se deben incluir en el anexo los detalles de los cálculos realizados y cualquier información adicional.

Figuras

Se deben incluir las figuras que se mencionan en el texto, como:
- Foto de preparado de Halomonas titanicae.
- Fotografía del biorreactor.
- Esquema de los puertos del biorreactor.
- Esquema de las actividades a realizar durante el Trabajo Práctico.

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Description

Este cuestionario se centra en el diseño y la preparación de un biorreactor. Se abordarán las funciones de los puertos, la inoculación, y los pasos necesarios para calibrar los electrodos y configurar las bombas. Es una herramienta esencial para quienes estudian biotecnología y procesos de cultivo.