Evaluación del proceso de obtención y separación de ácido láctico a partir de la fermentación de suero lácteo mediante tecnología de membrana
El ácido láctico es un compuesto muy versátil y de amplias aplicaciones, actualmente es producido mayormente por fermentaciones de sustratos baratos (ej., suero lácteo) mediante el uso de bacterias ácido lácticas (ej., Lactobacillus casei) para así obtener isómeros específicos. Sin embargo, presenta...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma de Querétaro |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la Universidad Autónoma de Querétaro |
| OAI Identifier: | oai:ri-ng.uaq.mx:123456789/607 |
| Acceso en línea: | http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/607 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Bacterias ácido lácticas Lactic acid Lactic acid bacteria Milk whey Suero lácteo Ácido láctico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA |
| Sumario: | El ácido láctico es un compuesto muy versátil y de amplias aplicaciones, actualmente es producido mayormente por fermentaciones de sustratos baratos (ej., suero lácteo) mediante el uso de bacterias ácido lácticas (ej., Lactobacillus casei) para así obtener isómeros específicos. Sin embargo, presenta baja productividad y costos de operación elevados, debido a los tratamientos necesarios para su recuperación y purificación. La tecnología de membranas de nanofiltración es una alternativa novedosa y ventajosa para separar, concentrar y purificar el ácido láctico, presentando bajos costos de operación. Por otro lado, el modelaje matemático de bioprocesos, es una herramienta útil que permite estudiar, predecir y optimizar dichos sistemas. El objetivo de este trabajo fue evaluar el proceso de separación de ácido láctico mediante tecnología de membrana, así como caracterizar el proceso de obtención del mismo a partir de la fermentación de suero lácteo por Lactobacillus casei (ATCC334) y proponer un modelo matemático que se ajuste adecuadamente al sistema. Se evaluó, a nivel matraz, la suplementación del suero a diferentes concentraciones de sulfato de magnesio y de manganeso; encontrando que la adición de 0.03 g/L de MnSO4 tiene un efecto benéfico en la producción de ácido láctico, obteniendo una concentración de 25 g/L de ácido y 85% de consumo de sustrato, mientras que la adición de MgSO4 no mostró diferencias significativas. Se observó que, la producción de ácido láctico tiene tres etapas características: 1) fase lag extendida 2) fase de alta producción de ácido láctico y consumo de sustrato a un tiempo tc y 3) fase de inhibición de sustrato. Se aplicó un modelo matemático propuesto por Altiok en 2004 a los datos experimentales; sin embrago no logró un buen ajuste, por lo que fue necesario estudiar otros modelos basados en la ecuación logística para la formación de biomasa, los cuales tuvieron un buen ajuste a la formación de biomasa y consumo de sustrato pero no para la formación de producto, por lo que será necesario valorar posibles factores que estén afectando el sistema. Se probaron dos membranas de nanofiltración para la separación de ácido láctico (TFC-SR2 y TFC-SR3) y su funcionamiento fue evaluado mediante la recuperación de ácido láctico, la retención de lactosa y el flujo de permeado. La membrana TFC-SR2 mostró los mejores resultados en la separación de ácido láctico a una presión de 300 psig (2.068 MPa) a pH de 2.5 y 3.5, recuperando 95% del ácido láctico y reteniendo el 98% de la lactosa a los 20 minutos de nanofiltración. En general los resultados muestran que el suero lácteo es un sustrato adecuado para la producción de ácido láctico, y constituye una alternativa para disminuir contaminación generada al ser drenado. Además que la tecnología de nanofiltración puede ser usada para concentrar y/o purificar el ácido láctico. |
|---|