Escalado de la producción industrial de Levadura de Panificación usando dos reactores modelo y un bio-reactor prototipo

Abstract

Se desarrolló una investigación detallada para el proceso de escalado de la producción de levadura de panificación desde un reactor modelo de 2 L hacia escalas superiores de 14 y 150 L. Inicialmente, se debieron diseñar y construir los reactores modelo, para que tanto el sistema de agitación, aspersión de aire y de enfriamiento permitan que se guarde similitud geométrica y dinámica con el prototipo. Se realizaron ensayos de fermentación a diferentes combinaciones de velocidades de agitación y tasas de aireación, para analizar la influencia de la potencia por unidad de volumen y la velocidad superficial de aire en el kLa y posteriormente desarrollar el modelo matemático de escalado. Los modelos de escalado correspondientes a los modelos de 2 y 14 L cumplen con la correlación de Cooper, no así en el prototipo donde se modificó la correlación adicionándose una constante de 7 076,71 W/m3. Se determinó que con un kLa de 1,235 x 10-2 s-1 se produce la mayor productividad, y luego de aplicar el protocolo de escalado, mediante ensayos de fermentación se verificó que al trabajar a 680 rpm y 3,5 L/min en el modelo de 2 L; 440 rpm y 9,5 L/min en el modelo de 14 L; y 200 rpm y 27,2 L/min en el prototipo es factible llevar a cabo un proceso de escalado exitoso manteniendo el valor del coeficiente de transferencia de oxígeno constante y logrando la máxima productividad en todas las escalas.