Modelización y simulación de biorreactores de membrana. Aplicación a distintos sistemas enzimáticos

Abstract

En esta Tesis Doctoral se ha llevado a cabo el diseño y modelización de un reactor tanque continuo de ultrafiltración. Para ello se han seleccionado dos sistemas enzimáticos diferentes: beta-galactosidasa/o-nitrofenil-beta-D-galactopiranósido y L-aminoacilasa/N-acetil-DL-butirina, siendo el primero de ellos sin desactivación y presentando el segundo desactivación térmica. Para conseguir este objetivo global, se han caracterizado ambos sistemas enzimáticos y se han calculado los parámetros cinéticos implicados. Posteriormente se ha hecho un amplio estudio del sistema de ultrafiltración, realizando ensayos en los que se ha analizado el comportamiento de las enzimas L-aminoacilasa y beta-galactosidasa al ser recirculadas a través del módulo de ultrafiltración. Por último, se han realizado ensayos con el reactor de ultrafiltración en los que se ha estudiado la influencia de las variables de operación: caudal de alimentación/permeado, concentración de sustrato en alimentación y concentración de enzima. En base a lo observado en los ensayos con y sin reacción, se han enunciado hipótesis y se ha desarrollado un modelo matemático del comportamiento del reactor de ultrafiltración. Dicho modelo ha sido validado mediante su comprobación con los resultados experimentales obtenidos y los valores de los parámetros implicados en el modelo han sido corroborados mediante la aplicación de herramientas estadísticas.