Modelling the Ethanol production by Saccharomyces cerevisiae while Air Limitation

Abstract

Saccharomyces cerevisiae es un tipo de levadura que se ha utilizado desde hace muchos años para vinificación, horneado y cervecería. Durante el crecimiento de la levadura existe una producción indeseada de etanol causada por el efecto Crabtree y por la presencia limitada de oxígeno en el caldo de cultivo. El objetivo de esta tesis es crear un modelo que permita simular la producción de etanol causada por la limitación de oxígeno en un reactor semicontinuo. El modelo fue simulado en tres escenarios distintos, cambiando los parámetros de los que estaba compuesto. Para reducir la cantidad de etanol producida e incrementar la producción de biomasa, el flujo de glucosa que alimenta el reactor fue optimizado. Abstract: Saccharomyces cerevisiae is a type of yeast that has been used since many years ago to winemaking, baking and brewering. In the industrial process of producing Saccharomyces cerevisiae, called baker's yeast, there is an undesired production of ethanol also under aer- obic conditions which is called the Crabtree e ect. During the growth of cells ethanol can also be produced under anaerobic conditions caused by the air limitation. The aim of this thesis is to create a model that is able to simulate ethanol production caused by the air limitation during the growth of a culture in a fed-batch reactor. To formulate the model, the respiration of Saccharomyces cerevisiae and the physical-principles of the mass transfer in a fed-batch reactor were analysed. The model is tested in di erent situations and with di er- ent parameters. To reduce the amount of ethanol and to increase the biomass production the glucose feed rate that is fed to the reactor was optimized.