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Contiene los equipos de agitacion y aireacion mas comunes usados en biorractores asi como las ecuaciones para analizar el dimensionamiento
Tipo: Diapositivas
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Tamaño del fermentador Ecuaciones de Diseño OK
» (^) Permite una adecuada Transferencia de O 2 y energía y una buena mezcla » (^) Se determinan potencias, velocidad de agitación » (^) Flujos de Aire
» (^) Laboratorio Planta Piloto Escala Industrial
» (^) Registrar variables del proceso
» (^) Controla las variables del proceso
Objetivos
El comportamiento de las fermentaciones está fuertemente influenciado por una serie de operaciones de transferencia. Es posible que una determinada fermentación, en especial las aeróbicas, esté limitada en sus posibilidades de mejorar su rendimiento y productividad, no por razones propias de las características de las células sino que por problemas en el diseño que permita satisfacer la alta demanda de transferencia de masa, y en especial de oxígeno.
DEMANDA DE OXIGENO = OFERTA DE OXIGENO
1CaHbOC + m NH 3 + n O 2 q CdHeOfNg + r CO 2 + t H 2 O + u ChHiOjNk CdHeOfNg: Biomasa ChHiOjNk: Metabolito extracelular
f d g e Y mw a b c Y s s x x O^0.^010.^030.^020.^08 32 8 16 2 mw s : Peso molecular de la fuente de carbono y energía
Proceso de transferencia de oxígeno (OFERTA) Etapas (i)Del seno de la burbuja a una capa interna de gas (ii) Difusión en la capa interna de gas. (iii) Difusión a través de una capa externa de líquido que rodea a la burbuja ¡Etapa limitante! (iv)Transferencia al seno del líquido (v)Difusión a través de la capa de líquido que rodea a los microorganismos ¡Etapa limitante! (vi)Difusión en el interior de los microorganismos
La velocidad de transferencia por unidad de área interfacial, W, está dada por: W = k l (C i
- C) Velocidad de Transferencia de Oxígeno por área interfacial Como en la interfase se supone que hay equilibrio entre el oxígeno en el gas y el disuelto. **W = k l (C i
Balance de Oxígeno Se puede plantear una ecuación de balance de oxígeno en el fermentador: F O
x o L
2
O 2 que entra – O 2 que sale – O 2 consumido por unidad de volumen = Acumulación. O 2 que entra – O 2 que sale = O 2 que se transfiere = NA Para que el cultivo pueda crecer sin limitación de Oxígeno, el suministro debe ser igual a la demanda. x o L
2
Métodos de determinación kL a Para la adecuada operación de un fermentador se hace necesario conocer el valor del coeficiente volumetrico de transferencia de O Medición de los flujos de Oxígeno kLa Estimado mediante Correlaciones kL = f (Sc, Sn, GR) kL a a = f (D 32 , H)
Método del sulfito de sodio Se basa en la rápida reacción química de oxidación del sulfito a sulfato mediante O 2. Se reemplaza el medio por solución de sulfito de sodio ( sulfato cúprico como catalizador) y se burbujea aire por un cierto tiempo. Sulfito + O 2 Sulfato
inicial final L
**k L a C
: Representa la máxima velocidad volumétrica de transferencia de O 2 en un sistema dado (fermentador).**
Etapa 1: Durante la fermentación se corta el suministro de aire (T1) y se registra la disminución de O 2 disuelto. En este caso el suministro es nulo
L La pendiente de la curva es la demanda de O 2:
x o
2 En este caso la medición se realiza en el fermentador durante el crecimiento de un cultivo activo, registrándose el oxígeno disuelto. El proceso tiene 2 etapas. dt dC Y x x o 2
