Obtención de Ácido Poliláctico (PLA) Utilizando Ácido Láctico de Origen Biológico Fermentado por Cepas de Lactobacillus Casei y Staphylococcus Aureus en un Biorreactor PFTR

Abstract

En esta investigación se buscó obtener Ácido Poliláctico (PLA) utilizando Ácido Láctico de origen biológico fermentado por cepas nativas de Lactobacillus casei y Staphylococcus aureus en un biorreactor PFTR. El biorreactor diseñado tiene un volumen total de 1.236 litros, trabajó a una temperatura de 36 °C. El procedimiento se inició con el aislamiento, caracterización e identificación de dos microrganismos. Las cepas bacterianas fueron Lactobacillus casei y Staphylococcus aureus que se sembraron en sus respectivos medios de cultivos selectivos, que fueron para Lactobacillus casei el medio Rogosa y para Staphyloccocus aureus el medio Manitol Salado. Posteriormente se procedió a determinar la cinética de cada cepa de acuerdo al conteo celular directo mediante el uso de una Cámara de Neubauer dando como resultado, 16.000 Cel/mm3 para la cepa de Lactobacillus casei y 28.000 Cel/mm3 para la cepa de Staphylococcus aureus. Las cepas nativas de Lactobacillus casei y Staphylococcus aureus se adaptaron a un medio especial de producción específico para Ácido Láctico. Una vez reunido estos datos, se procedió al encapsulamiento en perlas de Alginato de sodio con mezcla de CaCl2, que posteriormente fueron llenadas en el Biorreactor PFTR, dicho reactor biológico fue diseñado y construido según las exigencias de las bacterias y de la producción requerida de Ácido Láctico (AL). Para ello se diseñaron modelos en 2D y 3D que simulaban la construcción del reactor biológico tipo Flujo Pistón (PFTR). Luego de producir Ácido Láctico fermentado, posteriormente se realizó un análisis de Espectrofotometría Infrarroja (FT-IR) en donde declara que la cepa de Lactobacillus casei, dio una probabilidad de 80% mientras que la cepa de Staphylococcus aureus, dio una probabilidad de 73% a Ácido Láctico, según la biblioteca espectral de la Universidad Nacional de San Agustín, lo cual permitió concluir que la cepa nativa de Lactobacillus casei aislada presentó mayor performance para generar Ácido Láctico utilizando unidades de reacciones biológicas en condiciones de operación como sistema de tipo Flujo Pistón (PFTR), se procedió a la conversión de Ácido Láctico a Ácido Poliláctico (PLA), mediante el método de esterificación y método (ROP) de polimerización, obteniendo como resultado final una muestra blanquecina viscosa, dicha muestra fue analizada mediante el método de Espectrofotometría Infrarroja (FT-IR), para su caracterización, llegando a determinar que la muestra analizada tiene una probabilidad de un 93.10% de ser Ácido Poliláctico según la biblioteca espectral de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos en la facultad de Química e Ingeniería Química “USAQ”. Palabras clave: PLA, AL, Lactobacillus casei, Staphylococcus aureus, Biorreactor PFTR, método ROP, esterificación, Alginato de sodio, performance, Espectrofotometría Infrarroja (FT-IR).