Optimización multi-objetivo en procesos biotecnológicos: aplicación al cultivo de células vegetales en suspensión de Thevetia peruviana
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.n87a05Palabras clave:
optimización basada en modelos, modelado y optimización, problema multiobjetivo, modelos mecanísticos, Procesos biotecnológicosResumen
La productividad de los bioprocesos es un compromiso entre dos objetivos en conflicto, la maximización de la velocidad de crecimiento de la biomasa y la minimización del consumo de sustrato. En este trabajo, se resuelve un problema de optimización multi-objetivo para mejorar la productividad del cultivo en suspensión de células vegetales de la especie Thevetia peruviana. La solución del problema multi-objetivo permitió determinar las concentraciones iniciales óptimas de sustrato y biomasa para garantizar la máxima productividad. La optimización se lleva a cabo utilizando un modelo mecanistico, que incluye una representación de los procesos intracelulares que tienen lugar en las células vegetales. Las mejores soluciones se eligieron del frente de Pareto teniendo en cuenta el criterio experto. Los resultados indican que se recomienda una concentración inicial de inóculo de 3.91g/L y una concentración inicial de sacarosa de 23.63g/L como condiciones iniciales para obtener una productividad de biomasa de 1.57g/L*día con un consumo aceptable de sacarosa. Se llevó a cabo la validación experimental del óptimo encontrado y la productividad obtenida fue de 1.52g/L usando una concentración de inóculo inicial de 4.27g/L y una concentración inicial de sacarosa de 25.44g/L.
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