Selección de bacterias productoras de polihidroxialcanoatos a partir de un prototipo para la automatización del ciclo feast-famine
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2022
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Resumen
Los cultivos microbianos mixtos son una alternativa para la producción de polihidroxialcanoatos, polímeros altamente apetecidos por sus características y aplicaciones en diferentes industrias. El presente trabajo de grado tiene como finalidad diseñar y construir un prototipo para la automatización de selección de bacterias productoras de PHA que se encuentren dentro del cultivo mixto conformado por E. Coli, C. necator y P. aeruginosa. En este proyecto se aplicó la metodología de alimentación feast-famine para la selección de bacterias productoras de PHA en condiciones controladas a escala de laboratorio. Se pretendía que, a partir del monitoreo de oxígeno disuelto se pudiera detectar el momento de cambio de etapa del régimen, sin embargo, los resultados no fueron los esperados. La construcción de un prototipo para la automatización de este ciclo de alimentación fue posible dada la integración de los conocimientos ingenieriles en función de los requerimientos del ente biológico. Por lo tanto, se diseñó, construyó y probó un reactor a escala de laboratorio de un volumen de 1L que monitorea y/o controla variables relevantes que incluyen pH, agitación, temperatura y oxígeno disuelto. A partir de este prototipo se logró una selección completa de los microorganismos productores de PHA presentes en el cultivo mixto.
Descripción
Abstract
Mixed microbial cultures are an alternative for the production of polyhydroxyalkanoates, polymers highly desired for their characteristics and applications in different industries. The purpose of this work is to design and build a prototype for the automation of the selection of PHA-producing bacteria within the mixed culture formed by E. coli, C. necator and P. aeruginosa. In this project, the feast-famine feeding methodology was applied for the selection of PHA-producing bacteria under controlled conditions at laboratory scale. It was intended that, from dissolved oxygen monitoring, the moment of regime stage change could be detected, however, the results were not as expected. The construction of a prototype for the automation of this feeding cycle was possible due to the integration of engineering knowledge according to the requirements of the biological entity. Therefore, a laboratory-scale reactor with a volume of 1L that monitors and/or controls relevant variables including pH, agitation, temperature and dissolved oxygen was designed, built and tested. From this prototype, a complete screening of the PHA-producing microorganisms present in the mixed culture was achieved.
Palabras clave
Bioplástico, Cultivos microbianos mixtos, Feast-famine, Cupriavidus necator, Automatización, Prototipo
Keywords
Bioplastic, Mixed microbial cultures, Feast-famine, Cupriavidus necator, Automation, Prototype