Se est desarrollando un proceso de sntesis microbiana de 1,3-propanodiol para la fabricacin de tejido de polister "verde" a partir de recursos renovables. Los polisteres tambin son polmeros comunes utilizados en aplicaciones biomdicas (es decir, andamios para ingeniera de tejidos y sistemas de administracin de frmacos). En condiciones anaerbicas, una cepa seleccionada de Klebsiella pneumoniae convierte el glicerol (C3H8O3) en 1,3-propanodiol (C3H8O2) y cido actico (C2H4O2), con una formacin mnima de otros productos de fermentacin como cido butrico, etanol y gas H2. La ecuacin de fermentacin y crecimiento celular se puede escribir como: 68C3H8O3 + 3NH3--> 3C4H7O2N + 49 C3H8O2 + 15C2H4O2 + 15CO2 + 40H2O donde C4H7O2N representa la biomasa. Se configura un fermentador continuo para la produccin de 1,3-propanodiol a 37C y presin atmosfrica. Las condiciones anaerbicas se mantienen rociando el caldo con gas nitrgeno a un caudal de 1000 litros min-1. La velocidad de alimentacin del medio al fermentador es de 1000 kg h1; el medio contiene amonaco y 14% p/p de glicerol. El rendimiento de 1,3-propanodiol se ve fuertemente afectado por la concentracin de glicerol, que debe mantenerse por encima de un cierto nivel para suprimir la formacin de subproductos no deseados. En consecuencia, el proceso de fermentacin est diseado de modo que la corriente del producto contenga una concentracin de glicerol sin reaccionar del 3% p/p.

a. Dibuje el diagrama de flujo del proceso. Etiquete las entradas y salidas, muestre la condicin de contorno.

b. determine la composicin de cada flujo (insumos y productos), la masa total de cada flujo y la masa total de cada componente en cada flujo.

C. Cul es el caudal volumtrico (L/h) y la composicin (en vol %) del gas de escape?

d. Qu concentracin mnima de NH3 se necesita en la corriente de alimentacin (en % en peso)?

mi. Si se usa la concentracin de NH3 de (g), cul es la concentracin de 1,3-propanodiol en la corriente del producto?