UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA
“SAN PABLO”
“REACTOR DE FLUJO- PISTÓN”
NOMBRE: RONALD ZÁRATE ANDRADE
CARRERA: INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
ASIGNATURA: DISEÑO DE BIORREACTORES
DOCENTE: DRA. GABRIELA RIVADENEIRA
FECHA: 23/06/21
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Reactor de Flujo-Pistón: Características, Aplicaciones y Ventajas, Diapositivas de Inmunología
El documento ofrece una detallada descripción del reactor de flujo-pistón, un tipo de biorreactor utilizado en procesos biotecnológicos. Se explica su función, características, ventajas y desventajas, así como sus aplicaciones en diferentes industrias. Además, se presentan referencias a recursos adicionales para una comprensión más profunda.
Tipo: Diapositivas
2019/2020
1 / 7
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UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA
“SAN PABLO”
“REACTOR DE FLUJO- PISTÓN”
NOMBRE: RONALD ZÁRATE ANDRADE
CARRERA: INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
ASIGNATURA: DISEÑO DE BIORREACTORES
DOCENTE: DRA. GABRIELA RIVADENEIRA
FECHA: 23/06/
1. Introducción
Un biorreactor es el centro de todo proceso biotecnológico. Su función principal es la de proveer un ambiente controlado para alcanzar el máximo crecimiento microbiano para la formación óptima de productos. El diseño y análisis de un biorreactor depende del conocimiento de la cinética de las reacciones biológicas y de los balances de materia y energía. Otro punto que debe tomarse en cuenta es que los biorreactores pueden variar ampliamente en el tamaño, las dimensiones de este dependen del proceso y operación que se lleve a cabo en él. No todos los biorreactores tendrán los mismos componentes y estructura, ya que estos puntos se definirán dependiendo del tipo de bioproceso que se vaya a realizar. En este caso se va a investigar sobre el reactor de flujo-pistón, donde se definirá sus características y aplicaciones, como también sus ventajas y desventajas de uso.
2. Desarrollo del tema
2.1. Definición General Un reactor de flujo-pistón (PFR) es aquel reactor que trabaja en estado estacionario y en donde la composición del fluido varía de un punto a otro a través de la dirección del flujo de dicho fluido. Las reacciones bioquímicas se desarrollan en un sistema abierto; la alimentación de reactivos y extracción de productos son continuos y operan en régimen estable, por lo cual ninguna de las propiedades del sistema varía con el tiempo, la temperatura, la presión y la composición sino con relación a la longitud del reactor.
Previamente, hay que tener en cuenta algunas suposiciones, como por ejemplo, que el fluido se encuentra perfectamente mezclado en dirección radial y que a medida que el flujo de reactivo va pasando a lo largo del reactor, su concentración va disminuyendo. Asimismo, hay que considerar que no existe acumulación dentro del reactor. Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, tomaremos al reactor como sistema con flujo continuo de entrada y salida para realizar un balance de masa, como veremos en la siguiente figura: Al realizar el balance de masa, llegamos a la siguiente expresión: El primer término representa la acumulación de masa, al no haberla, se hace cero, quedando la expresión de la siguiente manera: Sustituyendo términos:
Reagrupando y simplificando, llegamos a la siguiente ecuación de diseño para un reactor de flujo pistón: Al igual que en un reactor CSTR, el tiempo espacial para un reactor PFR viene definido por: Donde: ● V : Volumen del reactor tubular. ● v0 : Flujo volumétrico a la entrada del reactor. Mientras que el tiempo de residencia puede ser deducido mediante la siguiente expresión: Se debe considera que este tipo de biorreactor es heterogéneo ya que las propiedades como la temperatura, la presión y la composición del fluido en su interior varían a lo largo del sistema.
3. Conclusiones
El reactor de flujo-pistón al ser de flujo continuo nos otorga ventajas frente a los demás biorreactores, aunque es muy parecido a los reactores de mezcla completa, con la diferencia de tener características de mezclado diferentes. Al ser un reactor que puede trabajar con reacciones exotérmicas y endotérmicas, nos da un amplio margen de uso para diferentes experimentos.
4. Referencias
● Noguera, I. B. (2020, 27 noviembre). Reactores de flujo pistón. IngenierÃa QuÃmica Reviews. https://www.ingenieriaquimicareviews.com/2020/11/reactores -de-flujo-piston.html#Definicion-de-reactor-de-flujo-pistón ● U2:Crecimiento regular y regímenes de fluidización. Ingeniería de biorreactores I. Universidad abierta y a distancia de México (UnADM) ● U1: Biorreactores. Conceptos y herramientas básicas. Ingeniería de biorreactores I. Universidad abierta y a distancia de México (UnADM)