Un fermentador continuo es alimentado con una mezcla de glucosa y xilosa como substrato. El microorganismos S. stipitis consume ambos azúcares. Debido a que el fermentador no tiene buenos instrumentos de medida para determinar cuántos azúcares se están consumiendo, el operador ha realizado algunas medidas simples. Ellos determinaron que en 1 h 50 min, un tanque de gas de 20 L se llena completamente con el CO2 producido por la reacción (a 32°C y 1,02 atm). El flujo de alimentación indica que el flujo de alimentación tiene una relación xilosa:glucosa de 9:1. Determine cuanta azúcar es transformada en alcohol y CO2 por hora. Asumir una conversión de 100%. 3C5H10O5 5C2H6O + 5CO2 Xilosa glucosa + dióxido de carbono C6H12O6 2C2H6O + 2CO2 Glucosa etanol + dióxido de carbono
Respuestas
DATOS :
Mezcla de xilosa y glucosa alimenta al fermentador .
relación de flujo de alimentación que tiene la xilosa : glucosa = 9:1
t = 1h 50 min * 1h /60 min= 1.8333 h
V = 20 L CO2
T= 32ºC +273 = 305º K
P= 1.02 atm
g glucosa ( C6FH12O6) /h =?
% conversión = 100 %
SOLUCION :
Para resolver el ejercicio se procede a calcular primero los gramos de CO2 por hora y luego se pueden calcular los gramos de glucosa C6H12O6 solicitados con un porcentaje de conversión de 100 % ( indica que lo que reacciona es igual a lo que alimenta al fermentador ) de la siguiente manera :
3 C5H10O5 → 5 C2H6O + 5 CO2
450 g 230 g 220 g
Xilosa etanol dióxido de carbono
C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2
180 g 92 g 88 g
glucosa etanol dióxido de carbono
P*V = n*R*T
P*V = m*R*T/Pm
m = P*V*Pm/R*T
m = ( 1.02 atm *20 L *44 g/mol )/( 0.082 L*atm/ºK*mol *305 ºK )
m = 35.88 g CO2
35.88 g CO2 / 1h 50 min( 1.833 h ) * 1 h = 10.57 g CO2 /h
10.57 g CO2 *180 g C6H12O6/ 88 g CO2 = 40.02 g C6H12O6/h .