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Fundamentos de la fermentación en estado sólido y aplicación a la…
Fundamentos de la fermentación en estado sólido y aplicación a la industria alimentaria
Ventajas de la fermentación en estado sólido
Facilidad para el escalado de los procesos
menor uso de disolventes para la extracción de productos
Mayores facilidades para la obtención y aplicación del inóculo
Reducido riesgo de contaminación bacteriana
Mayor simplicidad en el diseño de fermentadores y los sitemas de control
Elevada aireación del sistema
Fermentadores con menor requerimiento espacial
Bajos requerimientos energéticos
Simplicidad de los medios de cultivo
Reducido volumen de efluentes
características del sustrato
en la fermentación en estado sólido en muchos casos es frecuente que el soporte y el estrato ya que esto propicia la fermentación
los sustratos deben poseer las siguientes características
elevado contenido de carbohidratos
estructura granular que posibilite la adhesión
son insolubles en agua o en solución de humectación
4 permeable por un solo microorganismo
baja tendencia a la aglomeración con el micelio
una estrategia empleada para mejorar las características del sustrato
consiste en la utilización de materiales de soporte nutricionalmente inertes impregnados con una solución de sustrato que actúa como agente humectante tan solo es necesario guardar ciertas precauciones en la elección del pH inicial
Inconvenientes
Ausencia de métodos analíticos simples para determinar el crecimiento microbiano
Dificultad para regulación t control de variable decultivo
Dificultad para obtener los niveles óptimos de humedad durante la fermentación
Escasez de diseños y desarrollos de ingeniería para la construcción de fermentadores
Frecuente necesidad de pretratamiento de sustratos
Dificultad para la agitación en aquellos procesos que así lo requieran
Selección del microorganismo
Facultad para sacar mezclas de varios polisacáridos, les permite usar fuentes de carbono
Capacidad de adherencia y pene en las partículas del sustrato
los hongos poseen una estructura miceliar, teniendo ventaja frente a otros organismos
capaz de crecer en concentraciones elevadas de nutrientes (tendencia baja tendencia de esporulación y alta al crecimiento vegetativo rápido)
Variables que condicionan los cultivos en estado sólido
Aireacion y agitación: Mediante los sistemas de aireacion y agitación se pretende favorecer los procesos de transferencia de masa tanto a nivel interparticular como intraparticular, siendo a nivel interparticular el proceso de transferencia de masa siendo el de gases, transferencia de oxigeno
PH: Es uno de los factores criticos den un proceso de fermentación, en estado solido su seguimiento y control durante el transcurso de los cultivos es particularmente dificultoso.
Temperatura: Es frecuente como consecuencia de la actividad metabolica de los microorganismos, se produce una elevacion de la temperatura en los fermentadores
Contenido en humedad del sustrato: Es el factor mas decisivo, es funcion de la naturaleza del sustrato, el tipo de producto final y los requerimientos del microorganismo
Aplicación de la fermentación en estado sólido a la industria alimentaria
obtencion de amilasas, lipasas, proteasas y pectinasas
tecnología de alimentos (ácidos orgánicos, etanol o colorantes)
obtención de alimentos
subproducto o material residual de bajo coste
reducir los costes del consumo de materia prima y convertirlo en productos útiles
Diseño de fermentadores en estado sólido
Fermentador de olla tapada
crecimiento uniforme, alto rendimiento y menor coste enegético
imposibilidad de escalado
escala de laboratorio
Fermentadores de bandeja
buen rendimiento, requiere espacio y mano de obra
esterilización del sustrato por separado
Celdas de madera
reproducción de fermentaciones a menor escala
desventajas a mayor escala
Fermentador de cintas transportadoras
permite mecanizar el proceso
inconvenientes en el mantenimiento
Fermentador de tambor rotatorio
limpieza y esterilización
dificultades en su mantenimiento
crecimiento microbiano rápido y uniforme