Se est$$ desarrollando un bioproceso para la producci$$n de penicilina G por

fermentaci$$n de la lactosa utilizando Penicillium chrysogenum en un biorreactor continuo que

funciona a $25\backslash$deg C$.$ La lactosa se hidroliza en glucosa y galactosa antes de la fermentaci$$n$.$ Se ha

observado que por cada gramo de glucosa consumido se producen $0,8$ gramos de penicilina G$.$

Adem$$s$,$ por cada gramo de glucosa se consumen $0,02$ gramos de sulfato de amonio y $0,01$ gramos

de sulfato de magnesio. Dado un objetivo de producci$$n de $500$ kg$/$h de penicilina G$,$ determine:

Plantee una ecuaci$$n emp$$rica de la estequiometria del metabolismo que represente el

funcionamiento del biorreactor. Asuma que la generaci$$n de biomasa se da a una tasa de

$1\mathrm{.}5$ veces la velocidad de producci$$n de penicilina G$.(8$ puntos$)$

$2.$ Represente en un diagrama el fermentador, incluyendo las entradas y salidas que usted

considere elementales. $(6$ puntos$)$

$3.$ Calcule el flujo de glucosa, extracto de levadura, fosfato am$$nico y ox$$geno necesarios para

alcanzar la tasa de producci$$n de penicilina G objetivo. $(6$ puntos$)$

$4.$ Despu$$s de operar el biorreactor en las condiciones mencionadas, los encargados de la

planta encontraron que hay una inhibici$$n por producto cuando este alcanza el $19\%$ en

peso en el caudal de salida. Conociendo esta restricci$$n recalcule los flujos de la pregunta

$3.(5$ puntos$)$

$5.$ Expliqu$$ la importancia de realizar la hidrolisis de lactosa en glucosa y galactosa antes de

iniciar la fermentaci$$n$.(4$ puntos$)$

$6.$ Si la lactosa est$$ formada $50-50\%$ en masa por glucosa y galactosa y en la hidrolisis y

preparaci$$n del medio se pierde el $14\%$ de la masa inicial, $$qu$$ cantidad de lactosa se

tendr$$a que hidrolizar para obtener una tonelada de glucosa? $(5$ puntos$)$

$7.$ Desde el punto de vista de la econom$$a circular y la generaci$$n de productos de alto valor

agregado a partir de desechos, mencione de que fuente obtendr$$a un medio de cultivo que

pudiera satisfacer las necesidades de este proceso. $(4$ puntos$)$

$8.$ Observe el siguiente diagrama condensado de la producci$$n de penicilina G en Penicillium

chrysogenum y responda:

a$)$La penicilina es un metabolito asociado al crecimiento de la biomasa? Si$,$ no $$por qu$?.$

$(2$ puntos$)$

b$)$Es la penicilina un producto intra o extracelular? $$Se forma durante el anabolismo o

catabolismo celular? $(3$ puntos$)$

c$)$ Considerando que el estr$$s oxidativo es un factor que favorece la producci$$n de

penicilina, $$considera que es mejor operar el biorreactor en condiciones favorables o

desfavorables para el microorganismo? Explique. $(2$ puntos$)$

d$)$ Adem$$s de la glucosa, $$Qu$$ otros nutrientes son INDISPENSABLES para la obtenci$$n de

penicilina, seg$$n los requerimientos del microorganismo? $(3$ puntos$)$

e$)$Puedo operar este biorreactor en obscuridad? $(2$ puntos$)$

$1$