Modelación de la fermentación para la producción de fenilalanina

  • Marco Antonio Paredes-Lizárraga Instituto Tecnológico de los Mochis
Palabras clave: Función de producción, Escalamiento de procesos, Regresión no lineal restringida, represión paso a paso, Metodología de superficie de respuesta

Resumen

Se detalla la aplicación de la función de producción Cob-Douglas al escalamiento de un proceso de fermentación, aplicando en  Excel ® Solver ®  regresión restringida, regresión paso a paso y optimización restringida. El modelo correlaciona con R2=0.941.

La producción óptima está en el vector de coordenadas (1, 1, 12.46, 2.318, 36) con producción de 1.227g/L de fenilalanina y costo total de $0.5866, productividad de 2.093g/$. La productividad óptima está en (1, 1, 12.46, 0.331, 36) con producción de 0.886g/L de fenilalanina y costo total de $0.0898, productividad de 9.8674g/$.

Para mejorar el rendimiento físico y económico, el análisis de eficiencias por derivadas induce a explorar, en el próximo diseño experimental, la frontera de las variables X4 hacia 4.92 y la variable X5 hacia 43.2.

La búsqueda de eficiencia de escala induce a considerar, en un nuevo diseño experimental, la reducción proporcional del vector de insumos para que progresivamente el proceso se aproxime a suma de exponentes unitaria, para optimizar la productividad.

La regresión paso a paso puede acotar la superficie de respuesta, abriendo la puerta para la búsqueda de otros modelos de regresión que puedan replicar y recuperar la correlación de la superficie de respuesta de diversos diseños experimentales.

Publicado
2020-10-17
Cómo citar
Paredes-Lizárraga, M. A. (2020). Modelación de la fermentación para la producción de fenilalanina. TECNOCIENCIA Chihuahua, 14(2), 48-65. Recuperado a partir de https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia/article/view/511
Sección
Físico-matemáticas