MX2011006064A - Biorreactor para la obtencion de quitina y astaxantina mediante el uso de lactobacillus y proteasas a partir de desechos de camaron. - Google Patents

Abstract

La presente invención, consiste en el escalamiento a nivel industrial de un reactor diseñado para la obtención de quitina y otros productos de alto valor agregado mediante el tratamiento biológico de desperdicios de camarón utilizando como inoculo Lactobacillus plantarum, con una capacidad de operación de 2,500 kg de desperdicios. El proceso se lleva a cabo efectuando una desproteinización y una desmineralización y permite que se conserven altos pesos moleculares de la quitina obtenida y altos rendimientos de astaxantina.

Description

BIORREACTOR PARA LA OBTENCION DE QUITINA Y AST AXANTI A MEDIANTE EL USO DE Lactobacillus Y PROTEASAS A PARTIR DE DESECHOS DE CAMARÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con la industria biotecnológica, específicamente con el aprovechamiento de desperdicios de camarón para la obtención de productos de alto valor agregado utilizados en cosméticos, alimentos, fármacos, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El desecho de camarón es una de las principales fuentes disponibles para extracción industrial de quitina, producto cuya demanda ha crecido recientemente por sus diversas aplicaciones en la industria. Este producto generalmente es purificado mediante procesos químicos sucesivos de desproteinizacíón en medio alcalino, desmineralización en medio ácido y blanqueo (Synowiecki, J. and Al-Khateeb, N.A., (2003), "Productíon, properties, and some new applications of chitin and its derivatives", Cr/'í. Rev. Food Sc/j. Sin embargo, este proceso hace difícil la recuperación de proteínas y pigmentos, reduce la calidad del polímero debido a la hidrólisis y genera productos indeseables y corrosivos (Oh, E., Kim, D., Kim, J. and Kim, H., (2000), "Enzymatic properties of a protease from the hepatopancreas of shrimp, Penaeus orientalis", J.

Food Biochem.

La fermentación acido láctica (LAF), es un proceso biológico que involucra la utilización de bacterias lácticas y la adición de una fuente de carbono. Es una alternativa al método químico, debido a la solubilización del carbonato de calcio por el ácido láctico producido y la hidrólisis de proteínas por acción de enzimas proteolíticas endógenas y/o generadas por los microorganismos utilizados [Zakaria Z., Hall, M., Shama, G., (1998) "Lactic acid fermentaron of scampi waste ¡n a rotating horizontal bioreactor for chitin recovery", Process Biochem]; [Rao, M.S., Muñoz, J. and Stevens, W.F. (2000), "Critical factors in chitin productíon by fermentation of shrimp biowaste", Appl. Microbiol. Biotech], [Gimeno, M., Ramírez-Hernández, J.Y., Mártinez-lbarra, C, Pacheco, N., García-Arrazola, R., Bárzana, E. and Shirai, K., (2007), "One-solvent extraction of astaxanthin from lactic acid fermented shrimp wastes" J. Agrie. Food Chem]. La LAF también favorece la recuperación de compuestos de valor agregado como hidrolizados proteicos, calcio y astaxantina, principal carotenoide encontrado en los crustáceos, con aplicación en la industria alimenticia, cosmetológíca y farmacéutica [Gimeno, ., Ramírez-Hernández, J.Y., Martínez-lbarra, C, Pacheco, N., García- Arrazola, R., Bárzana, E. and Shirai, K., (2007), "One-solvent extraction of astaxanthin from lactic acid fermented shrimp wastes" J. Agrie. Food Chem], [Bhaskar, . , Suresh, P.V., Sakhare, P.Z. and Sachindra, N.M. (2007) "Shrimp biowaste wíth Pediococcus acidolactici CFR2182: optimization of fermentation conditions by response surface methodology and effect of optimized conditions on deproteinization and carotenoid recovery", Enzyme Microb. Tech] y [Duarte De Hollanda, H. and Netto F. M. 2006, "Recovery of components from shrimp (Xiphopenaeus kroyeri) processing waste by enzymatic hyd rolysis" , Food Chemestry and Toxicology].

Los factores ambientales tales como temperatura, pH, actividad de agua, oxígeno, concentración de nutrientes y acumulación de productos afectan significativamente el crecimiento microbiano y la formación de producto. En los cultivos sumergidos (líquidos), el control es relativamente simple debido a la homogeneidad de la suspensión de células y solución de nutrientes-productos en la fase liquida. En los reactores para líquido generalmente se usan impulsores tipo turbina o variedades de discos con aletas con más de uno sobre el mismo eje. Estas características han sido ampliamente explotadas en el diseño de reactores para la producción de quitina y quitosano mediante método químico, en donde se observan reacciones sólido-líquido, siendo este último el que se encuentra en mayor cantidad (Patente china CN 2,284,644; solicitud de patente americana no. 20090275745). Otras aplicaciones incluyen la separación de proteínas y lípidos nuevamente en reactores líquidos con agitadores de propela (solicitud de patente americana no. 20070281349). Todo ello, a diferencia de la presente invención que maneja una mezcla de sólidos.

Por otra parte existen los sistemas sólidos que se caracterizan por la ausencia casi total de líquido (agua) visible entre las partículas del sustrato (sólidos, es decir el agua se encuentra embebida en los sustratos sólidos). Las desventajas son principalmente de gradientes de pH, nutrientes y de productos como consecuencia de la heterogeneidad de los medios de reacción.

La patente mexicana 247,295 (2000) denominada "Reactor estático y procedimiento para la extracción de quitina, proteínas, calcio y pigmentos a partir de desperdicios de camarón en base húmeda mediante fermentación láctica, utilizando Lactobacillus plantarum" , [Cira L.A., Huerta S., Hall G.M. and Shirai k. (2002) , "Pilot scale lactic acid fermentetion of shrimp wastes for chitin recovery" y "Escalamiento de un proceso de fermentación láctica para la recuperación de quitina a partir de desechos de camarón" Process Biochemistry], describen un reactor y un procedimiento mediante fermentación láctica de residuos de camarón para la recuperación de quitina, proteínas, calcio y pigmentos, ésta se lleva a cabo a 30°C y se utilizan diferentes niveles de inoculación con Lactobacillus plantarum, siendo el porcentaje óptimo 5% (v/p) con respecto a los desechos de camarón, así como diferentes tipos y niveles de carbohidratos, siendo la sacarosa en un porcentaje 10% (p/p) con respecto a los desechos, la fuente seleccionada debido a su mejor producción de ácido potencial. Al escalar la fermentación ácido láctica de 2 a 30 kg, se utilizó un reactor de columna con similitud geométrica. El pH disminuyó rápidamente a menos de 5, lo que permite la conservación de los desechos por lo menos 3 meses. Finalmente, la quitina obtenida del ensílaje fue tratada con ácido y álcali para la eliminación de minerales y proteínas logrando en seis días un porcentaje de eliminación 87.6% y 85%; respectivamente. Donde la fermentación ácido láctica combinada con tratamientos químicos fue propuesta como alternativa para la extracción y purificación de quitina, reduciendo la cantidad de álcali requerido y con la capacidad para producir un ensilado estable.

Aunque el biorreactor anteriormente descrito es efectivo para cantidades pequeñas de desecho de camarón, al intentar llevar el mismo procedimiento a nivel industrial y usando un biorreactor similar se presentaron diversos problemas tales como la compactación del sólido de desecho, evitando la distribución de nutrientes disponibles para la bacteria, así como la acumulación del acido láctico producido, provocando la inhibición del microorganismo por producto.

A pesar de que existen otros diseños de reactores que han sido aplicados para la obtención de quitina mediante procesos biológicos, no resuelven el problema de escalamiento a nivel industrial tal como se describe a continuación. Entre ellos se encuentran los de tambor rotatorio como el propuesto por. [Rao, M. S. and Stevens, W. F. (2005), "Chitin production by Lactobacillus fermentation of shrimp biowaste in a drum reactor and its Chemical conversión to chitosan", J. Chem. Technol. Biotechnol], para la purificación de quitina a partir de desechos de camarón, en el que el mezclado se debe a la rotación de la cámara. Los valores más altos de desmineralización y desproteinización alcanzados fueron del 88 y 83%; respectivamente. El reactor fue construido para una capacidad de 3dm3 de volumen. Las desventajas de estos biorreactores es que el transporte de nutrientes no es muy eficiente y que para lograr un buen mezclado sólo se llena la cámara con un porcentaje bajo del volumen del reactor (30%) lo que no resulta práctica para un escalamiento a nivel industrial [Mitchell DA, Berovic M, Krieger N. (2000). "Biochemical Engineering Aspects of Solid State Bioprocessing "Advances in Biochemical Engineering Biotechnology]; además del excesivo consumo de energía, necesaria para la rotación de la cámara.

Existen también biorreactores con agitadores de tornillo que consisten en un eje central que atraviesa el tambor y que posee aspas con un diámetro igual al diámetro interior del tambor, las cuales al momento de girar el eje, empujan el sustrato de un extremo al otro. Sin embargo, su uso se ve limitado por el alto gasto energético.

Aunque existen equipos que cuentan con diversos sistemas de agitación [Zakaria 2., Hall, M . , Shama, G., (1998) "Lactic acid fermentation of scampi waste in a rotating horizontal bioreactor for chitin recovery", Process Biochem], [Bautista J., Jover M., Gutiérrez J.F., Corpas R., Cremades O., Fontiveros E. and Vega J., (2001 ) "Preparation of crayfish chitin by in situ lactic acid production" Process Biochemistry], éstos no son adecuados para mantener la homogeneidad en grandes cantidades de desechos tratados, lo que puede generar su descomposición sin lograr la obtención de los productos deseados.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN El principal objetivo es la producción a escala industrial de quitina que conserva altos pesos moleculares a partir de desechos de camarón (de 500 a 2500 Kg) mediante la eliminación de proteínas y minerales así como la separación y recuperación de altas concentraciones de astaxantina.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El biorreactor que se describe en esta invención, permite llevar a cabo un proceso bíotecnológico que presenta beneficios como la producción de quitina biológica a niveles industriales, disminuye la hidrólisis causada por los ácidos y bases utilizados en la producción química de este biopolímero, disminuye la heterogeneidad del medio de fermentación en reactores a escalas inferiores, sin agitación, o con agitación inadecuada y disminuye la cantidad de agua y energía utilizados en métodos químicos de purificación.

El diseño del reactor permite al proceso bíotecnológico de purificación propuesto, la producción de ácido láctico por las bacterias lácticas y la activación de enzimas endógenas del camarón, facilitando la solubilización del carbonato de calcio y la hidrólisis de proteínas presentes en elevadas cantidades de desecho.

El tamaño del diámetro de la malla de separación de fracciones en el reactor, favorece la lixiviación del carbonato de calcio solubilizado y la remoción de los hidrolizados proteicos.

La agitación del sistema disminuye la heterogeneidad del medio de fermentación, evita la compactación del desecho, y aumenta la distribución de los nutrientes permitiendo la lixiviación adecuada para la remoción de proteínas y calcio.

También se propone el uso de azúcar de caña o melaza como fuente de carbono durante la fermentación, así como tratamientos posteriores a la quitina cruda con enzimas proteolíticas, para obtener altos porcentajes de desproteinización.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. Diseño del reactor empleado para la obtención de quitina y astaxantina, a) vista interior y b) vista exterior.

Figura 2. Muestra una fotografía del exterior del biorreactor.

Figura 3. Muestra a) Biorreactor; b) desecho de camarón molido y congelado; c), d) y e) Carga del biorreactor; f) adición fuente de carbono; g) inoculo; h) Proceso biotecnológico de fermentación a las 4 h.

Figura 4. Muestra pH (·) y ácido láctico (¦) durante la fermentación de 500 kg de desechos de camarón en el reactor, utilizando una malla de separación de 4 mm de tamaño de diámetro de perforación.

Figura 5. Muestra el crecimiento de bacterias lácticas en UFC/g de materia húmeda contra el tiempo de fermentación ácido láctica de desechos de camarón.

Figura 6. Muestra desproteinización (?) y desmineralización (¦) del desecho de camarón al final de la fermentación de 500 kg utilizando una malla de separación en el reactor de 4 mm de tamaño de diámetro de perforación.

Figura 7. Muestra pH (·), sacarosa (?) y ácido láctico (¦) durante la fermentación a) de 500 kg de desechos de camarón y utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño de diámetro de perforación; b) de 2,500 kg de desechos de camarón y utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño de diámetro de perforación y c) de 3.5 kg de desechos de camarón.

Figura 8. Muestra actividad proteolitica (·) y crecimiento de bacterias lácticas (?) durante la fermentación a) de 500 kg de desechos de camarón utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño de diámetro de perforación y b) de 2,500 kg de desechos de camarón utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño del diámetro de perforación.

Figura 9. Muestra desproteinización (?) y desmineralización (¦) del desecho de camarón al final de las fermentaciones de 500 y 2,500 kg utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño del diámetro de perforación.

Figura 10. Muestra astaxantina recuperada por g de materia húmeda durante la fermentación ácido láctica a) de 500 kg (O) y 2,500 kg (·) de desechos de camarón utilizando una malla de separación en el reactor de 1 mm de tamaño de diámetro de perforación y b) de 3.5 kg de desechos de camarón .

Figura 11. Muestra Actividad proteolitica a pH's: 5 (O), 6 (¦) y 7 (T ) y crecimiento de bacterias lácticas (?) durante la fermentación ácido láctica de 3.5 kg de desechos de camarón Litopenaeus vanameii a 35°C y 144 h.

Figura 12. Muestra Desproteinización (?) y desmineralización (¦) del desecho de camarón al final de la fermentación de 3.5 kg de desechos de camarón Litopenaeus vanameii a 35°C y 144 h.

Figura 13. Muestra pH (·), sacarosa (A) y ácido láctico (¦) durante la fermentación ácido láctica de desechos de camarón utilizando melaza como fuente de carbono en un reactor estático a) sin lixiviación durante 120 h; b) con lixiviación durante 120 h y c) con lixiviación y agitación intermitente durante 120 h.

Figura 14. Crecimiento de bacterias lácticas durante la fermentación ácido láctica de desechos de camarón utilizando melaza como fuente de carbono en un reactor estático sin lixiviación (?), con lixiviación (·) y con lixiviación y agitación intermitente (O) durante 120 h .

Figura 15. Muestra desmineralización (?) y desproteinización (¦) del desecho de camarón Litopenaues vanameii utilizando melaza como fuente de carbono en un reactor estático sin lixiviación, con lixiviación y con lixiviación y agitación intermitente durante 120 h.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El biorreactor propuesto consta de dos secciones: la primera superior cilindrica y la segunda inferior cónica, separadas entre sí por una malla con un tamaño de diámetro de perforación de 1 a 4 mm. Este biorreactor cuenta además con un sistema de agitación que se compone de un motor eléctrico, un reductor de velocidad y un agitador tipo listón y se encuentra conectado mediante un eje a la tapa superior de la sección superior y a la malla en el extremo inferior; una chaqueta que rodea en su totalidad al biorreactor con una entrada y una salida de agua de enfriamiento/calentamiento; una compuerta de carga y descarga tipo autoclave; una salida de potenciómetro, un termopar y una salida de lixiviados localizada en la sección inferior cónica. La capacidad total del biorreactor es de 3000 litros con una capacidad de operación 2540 litros, a una presión de operación atmosférica, presión en chaqueta 0.9 kg/cm2 y temperatura de operación 20- 37°C. Dimensiones de sección recta: Diámetro interno 1600 mm, cuerpo 1500 mm, altura de las patas (4) 600 mm. Dimensiones de sección cónica: Capacidad de la sección 240 litros, capacidad de operación 240 litros y altura de 360 mm. El biorreactor puede ser construido de acero inoxidable, acero al carbón o materiales plásticos como polietileno de alta densidad.

La malla de separación permite la eliminación de más del 70% de minerales y más del 50% de pro teína, desde 500 hasta 2,500 kg de desecho de camarón.

El sistema de agitación favorece la homogeneidad de la mezcla sólida de fermentación superando su resistencia reológica y evitando su compactación , permite la lixiviación adecuada para la remoción de proteínas y calcio, beneficia la disponibilidad del oxigeno para las bacterias y evita la reabsorción de calcio e hidrolizados proteicos lo que disminuiría el rendimiento del producto deseado. Otra característica importante del sistema descrito es que es intermitente, característica que permite brindar sólo el oxigeno necesario para las bacterias, que se inhiben ante el exceso de éste y contribuye a un ahorro de energía.

En el proceso se puede usar azúcar de caña como fuente de carbono y se lleva a cabo a temperaturas entre 20 a 37 °C con agitación intermitente para obtener desproteinización desde el 50% hasta un 92% y desmineralización desde 70% hasta 78%.

El proceso también puede usar melaza como fuente de carbono logrando desde 50% hasta 90% de desmineralización y desproteinización desde 75% hasta un 97%.

La figura 1 ilustra el biorrector usado para llevar a cabo la recuperación de quitina y astaxantina a) resaltando una vista interior, donde se muestra: 1 la salida del agua de enfriamiento/calentamiento, 2 la entrada del agua de enfriamiento/calentamiento, 3 tubo de salida al interior del reactor para un termopar, 4 tubo de salida al interior del reactor para un potenciómetro, 5 agitador/mezclador tipo listón y 6 malla de separación con un tamaño de diámetro de perforación de 1 a 4 mm y, b) resaltando una vista exterior, donde se muestra 7 motor eléctrico, 8 compuerta tipo autoclave, 9 sección cónica de recolección y 10 válvula de salida para remoción de lixiviados.

Ejemplo 1 Se llevó a cabo la fermentación de 500 kg de desechos de camarón en el reactor tipo columna a escala industrial propuesto utilizando una malla de 4 mm y una mezcla sólida para fermentar que contenia 5% (v/p) de inoculo Lactobacillus plantarum y 10% (p/p) de azúcar de caña como fuente de carbono con respecto al total de mezcla sólida, la temperatura permaneció entre 25 - 30°C durante un periodo de 144 h.

Se determinó pH, Acidez Total Titulable (ATT), cuenta total de bacterias lácticas, contenido de proteina y cenizas en el ensilado (fase sólida).

La acidificación, crecimiento de bacterias lácticas, proteínas y cenizas residuales fueron determinadas en la materia sólida residual en el reactor.

La determinación de Nitrógeno Total (NT) y proteína cruda se realizó por el método de Kjeldahl.

La determinación de cenizas se realizó mediante la técnica descrita por la Association of Official Analytical Chemist (A.O.A.C.).

En la figura 4 se observa la disminución del pH de 7.04 a 4.8 durante la fermentación a partir de las 80 h. La acidificación alcanzó 0.3 mmol de ácido láctico como máximo a las 120 h. El recuento de Unidades Formadoras de Colonias (UFC) de bacterias lácticas fue determinado en placa a partir de las muestras de ensilados durante el proceso, los valores se mantuvieron entre 8 y 11 unidades logarítmicas de UFC durante la fermentación.

Los resultados de la desproteinización biológica mostrados en la figura 6, determinan una disminución de proteina en el desecho de camarón del 78.22%. La determinación de cenizas en las muestras obtenidas mostraron un porcentaje de desmineralización de 74.8%, lo cual confirma que durante la fermentación se solubilizó el carbonato de calcio.

Ejemplo 2 Se llevó a cabo la fermentación de un lote de 500 kg y uno de 2,500 kg de desechos de camarón en el reactor tipo columna a escala industrial propuesto, con una malla de separación con tamaño de diámetro de perforación de 1 mm, a temperaturas entre 20 - 31°C.

La acidificación, crecimiento de bacterias lácticas, actividad proteol ítica , proteínas y cenizas residuales fueron determinadas en la materia sólida del reactor, con las técnicas ya mencionadas en el ejemplo 1.

La Figura 7 a) y 7 b) muestran los resultados de pH, consumo de sacarosa y producción de ácido láctico durante las fermentación de 500 kg y 2,500 kg de desechos de camarón, como se puede apreciar, el proceso permite la acidificación del medio durante las primeras 48 h de fermentación, obteniendo el máximo descenso en el pH de 7.5 a 5, al cual el ensilado producido es estable y evita su contaminación. El máximo consumo de sacarosa y producción de ácido láctico del proceso se obtuvo a las 72 h, permitiendo la gradual solubilización del carbonato de calcio para una óptima eliminación de los minerales y la actividad de enzimas endógenas para la desproteinización .

La temperatura del proceso de fermentación, entre 20 a 31°C, permitió la activación de enzimas endógenas que presentaron actividad proteolítica en el sistema de 200 - 500 UA (Unidades de Actividad), favorecieron la disminución de la proteína residual durante el proceso de fermentación (figuras 8 a) y 8 b)). La temperatura a su vez favoreció el crecimiento y mantenimiento de las bacterias lácticas durante la fermentación como se puede apreciar en las figuras 8 a) y 8 b) para cargas de 500 kg y 2,500 kg; respectivamente.

Los valores de desproteinización y desmineralización para ambos tamaños de carga se pueden apreciar en la figura 9.

En la tabla 1 que se presenta a continuación, se muestran los valores de % de Humedad, Ceniza, Peso Molecular (PM) y grado de acetilación (DA) de las quitinas obtenidas.

Por último, en la figura 11 se muestran los valores de astaxantina presentes en las muestras obtenidas durante las 144 h de fermentación, donde se observa la máxima producción a las 72 h .

Ejemplo 3 Se llevó a cabo la fermentación de 3.5 kg de desechos de camarón en un reactor escala laboratorio a una temperatura entre 33-37°C. Los métodos de determinación fueron los ya utilizados en los ejemplos anteriores.

La Figura 7 c) muestra los resultados de pH, consumo de sacarosa y producción de ácido láctico durante la fermentación de 3.5 kg de desechos de camarón, como se puede apreciar el proceso permite la acidificación del medio durante las primeras 48 h, obteniendo el máximo descenso en el pH de 8 a 6. El máximo consumo de sacarosa y producción de ácido láctico del proceso se obtiene a las 72 h. El pH y la temperatura durante la fermentación, permiten la acción de enzimas endógenas para obtener una alta desproteinización y al mismo tiempo favoreció el crecimiento de las bacterias lácticas (figura 11).

Los valores de desproteinización y desmineralización para ambos tamaños de fermentación se pueden apreciar en la figura 12.

Los valores de astaxantina presentes en las muestras obtenidas durante las 144 h de fermentación, donde se observa la máxima producción a las 72 h se muestra en la figura 10 b).

Ejemplo 4 1.5 kg de desechos de camarón fueron fermentados en un reactor escala laboratorio a 30°C, utilizando melaza como fuente de carbono. Los métodos de determinación fueron los ya utilizados en los ejemplos anteriores .

La Figura 13 a) muestra los resultados de pH, consumo de sacarosa y producción de ácido láctico durante la fermentación utilizando un reactor estático sin lixiviación, como se puede apreciar el proceso permite la acidificación del medio sólido de fermentación durante las primeras 72 h, obteniendo el máximo descenso en el pH de 8 a 5. Los máximos en el consumo de sacarosa y en la producción de ácido láctico del proceso se obtuvieron a las 96 h. Un comportamiento similar se observó en el reactor con lixiviación en la figura 13 b). En la figura 13 c) se observó que para el reactor estático con lixiviación y agitación, el pH mínimo alcanzado fue de 4.8, obtenido a las 72 de fermentación al mismo tiempo que se alcanzó la máxima producción de ácido láctico. Los valores de crecimiento de las bacterias lácticas para los 3 reactores que utilizaron melaza como fuente de carbono se observa en la figura 14. Los valores de desproteinización y desmineralización que se muestran en la figura 15, indican una mayor desmineralización y desproteinización en el reactor estático con lixiviación y agitación.

Claims (16)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito el invento, se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo expresado y contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.

1. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón caracterizado por comprender: a) Una sección superior cilindrica, b) una sección inferior cónica, c) una malla de separación localizada entre las dos secciones de los incisos a) y b), d) un sistema de agitación que atraviesa la sección superior cilindrica, e) una chaqueta localizada alrededor de la sección superior cilindrica del inciso a), f) una entrada de agua de enfriamiento/calentamiento localizada en la sección cilindrica, g) una salida de agua de enfriamiento/calentamiento localizada en la sección cilindrica, h) una compuerta para carga y descarga tipo autoclave, i) una salida de potenciómetro, j) una salida de termopar, k) una válvula de salida para la remoción de lixiviados

Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque puede construirse del material elegido de entre las siguientes opciones: a) Acero inoxidable, b) Acero al carbón y c) Polietileno de alta densidad.

Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado por tener un volumen total de 3000 litros y una capacidad de operación de hasta 2,540 litros.

Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la presión de operación es la atmosférica.

Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la sección superior cilindrica del inciso a) es recta, tiene un diámetro interno de 1600 mm, altura de 1500 mm y 4 patas con una altura de 600 mm.

6. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la sección cónica del inciso b) tiene una capacidad de operación 240 litros y una altura de 360 mm.

7. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quilina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la malla de separación del inciso c) tiene un tamaño de diámetro de perforación de 1 a 4 mm.

8. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la malla del inciso c) permite la remoción del 50 al 90% de los minerales y del 75 al 97% de las proteínas, contenidos en los desechos de camarón.

9. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de agitación del inciso d) cuenta con un motor eléctrico, un reductor de velocidad y un agitador/mezclador tipo listón, que se conecta mediante un eje a la tapa superior y a la malla en el extremo inferior.

10. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de agitación del inciso d) disminuye la heterogeneidad del medio de fermentación sólido, permite la adecuada distribución, para las bacterias, de nutrientes y aire; la remoción continua de los minerales e hidrolizados proteicos y evita la compactacion del medio de fermentación sólido.

11. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de agitación del inciso d) funciona de manera intermitente, lo que permite una adecuada oxigenación a las bacterias que se inhiben con el exceso de oxigeno y disminuye el consumo de energía necesaria para la agitación .

12. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la presión en la chaqueta del inciso e) es de 0.9 kg/cm2.

13. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la chaqueta del inciso e) permite que se lleve a cabo fermentación descrita, a temperatura de 20 a 37°C.

14. Biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la temperatura de operación de la reivindicación 12 permite la activación de las enzimas endógenas.

15. El uso del biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón caracterizado porque permite que se lleve a cabo simultáneamente los siguientes pasos del proceso biotecnológico: a) Desmineralización, b) desproteinización y c) lixiviación del carbonato de calcio solubilizado y de los hidrolizados proteicos.

16. El uso del biorreactor para la obtención a nivel industrial de quitina y astaxantina a partir de desechos de camarón de acuerdo a la reivindicación 14 caracterizado porque permite que se lleve a cabo el proceso biotecnológico de fermentación descrito, utilizando como fuente de carbono, azúcar de caña o melaza.