Test na Bioreactors: Conceptes i Aplicacions

Question 1: En el quimiostat de l'exercici 5, si es desitja una conversió de substrat del 80%, la velocitat de dilució seria 0,1702 h-1.

A. Ano

B. Ne

Explanation: L'exercici 5 indica que per aconseguir una conversió de substrat del 90%, la velocitat de dilució ha de ser 0,1702 h-1, no per una conversió del 80%.

Question 2: Si un bioreactor en continu i perfectament agitat opera en condicions òptimes amb un flux d’alimentació de 500L/h amb 85 g/L de substrat, el seu volum ha de ser de 1000 L.

A. Ano

B. Ne

Explanation: Segons els problemes de bioreactors, per a un bioreactor amb aquestes condicions i paràmetres (μ max = 0,7 h -1, K s = 5 g/L, Y x/s = 0,65g cel /g substrat), el volum ha de ser de 934,5 L per operar en condicions òptimes.

Question 3: Segons els estudis realitzats, la bactèria Pseudomonas sp. té una velocitat específica de creixement màxima (μmax) de 0,4 h-1 i una constant de saturació (Ks) de 1,3 g/L. Si s'opera aquest sistema com un quimiostat amb una concentració de substrat a l'entrada (S0) de 38 g/L, quina és la taxa de dilució crítica (D*)?

A. 0,4 h-1

B. 0,39 h-1

C. 1,3 h-1

D. 38 h-1

Explanation: Segons el problema 6 dels materials d'estudi, amb els paràmetres μmax = 0,4 h-1, Ks = 1,3 g/L i S0 = 38 g/L per a Pseudomonas sp., la taxa de dilució crítica és de 0,39 h-1.

Question 4: Un bioreactor de 50 L opera amb <i>Azotobacter winelandi</i> en cultiu continu. Se sap que la velocitat específica de creixement màxima (μ_max) és de 0,45 h^-1 i la constant de saturació (K_s) és de 28 mg/L. Si la velocitat de dilució és de 0,32 h^-1, el coeficient de rendiment de biomassa sobre substrat (Y_x/s) és de 0,36 g_cel/g_S, i la concentració de substrat en l'alimentació és de 5 g/L, quina serà la concentració cel·lular en estat estacionari?

A. 1,35 g cel/L

B. 1,77 g cel/L

C. 2,10 g cel/L

D. 0,98 g cel/L

Explanation: Per determinar la concentració cel·lular en estat estacionari (Cx), primer cal calcular la concentració de substrat limitant a l'efluent (Cs) utilitzant la relació D = μ = μ_max * Cs / (K_s + Cs). Donats D = 0,32 h^-1, μ_max = 0,45 h^-1 i K_s = 28 mg/L (o 0,028 g/L): 0,32 = 0,45 * Cs / (0,028 + Cs). Resolent per Cs, obtenim Cs ≈ 0,0689 g/L (o 68,92 mg/L). Després, usem l'equació de balanç de massa per a la biomassa: Cx = Y_x/s * (S₀ - Cs). Amb Y_x/s = 0,36 g_cel/g_S i S₀ = 5 g/L: Cx = 0,36 * (5 - 0,0689) = 0,36 * 4,9311 ≈ 1,77 g_cel/L. Aquesta solució correspon a la proporcionada en el material d'estudi per a l'apartat 4a.

Question 5: La concentració de la solució de fenol afegida al cultiu era de 80 mg/L.

A. Ano

B. Ne

Explanation: Segons els materials d'estudi, s'afegeixen 275 mL d'una solució de fenol amb una concentració de 90 mg/L, no de 80 mg/L.