Un biorreactor es un recipiente que mantiene un ambiente biológicamente activo, de tal manera
que se lleva a cabo un proceso quimico que involucra organismos o sustancias bioquímicamente
activas que a se derivan de ellas mismas. Esto es, es un sistema donde interactúan células vivas,
que constituyen la biomasa, y los nutrientes (azúcares). Un flujo D lo alimenta en nutrientes y
elimina los productos.
Asumiendo que las concentraciones dentro del biorreactor son uniformes, se presentan las
variables y las ecuaciones de balance de masas:
x1 : concentración de biomasa en el biorreactor(en gl−1) ;
x2 : concentración de azúcar dentro del tanque (en gl−1) ;
D : tasa de suministro de agua azucarada (en ls−1) ;
x2in : concentración de azúcar antes de la dilución en el tanque (en gl−1).
Las ecuaciones de balance de masa son las siguientes:
(1)
específica de crecimiento es:
Puesto que el crecimiento y el consumo son proporcionales a la biomasa, se obtiene el modelo
de estado:
(2)
y cuyo código en scicosLab es
Figure 1: Concentración de biomasa y nutriente
Podremos actuar sobre la velocidad de flujo, el coeficiente k, así como sobre la concentración
de azúcar de entrada x2in.
Cabe señalar que este modelo podría aplicarse, al aumentar el número de variables de biomasa,
al modelado de la digestión de lodo en estanques de sedimentación.
Se puede visualizar el campo vectorial y algunas trayectorias:
Figure 2: Campo vectorial y trayectorias
Pregunta 1Cuántos puntos de equilibrio hay?
Encuentra la estabilidad de los puntos de equilibrio usando la macro para obtener la linea
tangente?
Cambiar gradualmente el valor del flujo (que es un comando del sistema) escribiendo
debit=... y observar la evolución de los puntos equilibrio.