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 :
mezcal de xilosa y glucosa alimenta al fermentador .
relación de flujo de alimentación que tiene la xilosa : glucosa = 9:1
t = 1h y 50 min = 1 h + 50 min* 1h/60 min= 1.8333 h
V = 20 L
T = 32ºC+ 273 = 305 ºK
P= 1.02 atm
g glucosa ( C6H12O6 )/hora =?
% conversión = 100 %
SOLUCION :
Para resolver el ejercicio ejercicio se 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 20 g 220 g
Xilosa etanol dióxido de carbono .
C6H12O6 → 2 C2H6O + 2 CO2
180 g 92 g 88 g
glucosa etanol dióxido de carbono
P*V = n*R*T
P*V = m* R*T / Pm
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( 1.8333 h ) * 1h = 19.57 gCO2 /h
19.57 g CO2 * 180 g C6H12O6 / 88 g CO2 = 40.02 g C6H12O6 /h .