Modelación de la fermentación para la producción de fenilalanina

Abstract

Se detalla la aplicación de la función de producción Cobb-Douglas (CD) a un proceso de fermentación, aplicando en Excel® Solver® regresión restringida, regresión paso a paso y optimización restringida con el objetivo de determinar la combinación óptima de insumos que maximiza la producción y productividad. El modelo CD correlaciona con R2= 0.941. La producción óptima se logra con X1=1gL-1 de glicerol crudo, X2=1gL-1de sulfato de amonio, X3=12.46 gL-1 de otras sales, X4=2.318 gL-1 de vitaminas y elementos traza y X5=36 h de tiempo de incubación con producción de 1.227gL-1 de fenilalanina, costo total de $0.5866 por ensayo y productividad de 2.093g L-1$-1 por ensayo.  La productividad óptima se logra con X1=1, X2=1, X3=12.46, X4=0.331 y X5=36 respectivamente con producción de 0.886gL-1 de fenilalanina y costo total de $0.0898 por ensayo y productividad de 9.8674 g L-1$-1 por ensayo. La eficiencia de escala induce a considerar la reducción proporcional de insumos para que progresivamente el proceso se aproxime a suma de exponentes unitaria, para aumentar la productividad. La regresión paso a paso puede acotar la superficie de respuesta, abriendo puertas a otros modelos de regresión que puedan recuperar la correlación de la superficie de respuesta de diversos diseños experimentales. DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v14i2.511