Biorreactores

1.- Un tanque cilíndrico de 2 m de diámetro se llenó con agua a 38 C hasta un nivel de operación igual a 1.5 m. El tanque está equipado con cuatro bafles igualmente espaciados y con un ancho igual a un decimo del diámetro del tanque El sistema de agitación consta de una turbina tipo propela marina de 0.75 m de diámetro. La velocidad de agitación del impulsor es de 75 rpm y es aireado mediante una tubería colocada en la parte inferior de la turbina que alimenta un flujo volumétrico de aire igual a 15 m3/min a 1.08 atm y 38 °C. Parámetros como la, tensión interfacial (o tensión superficial y velocidad terminal fueron medidas in situ siendo sus valores: 0.0704 kg/s2, 0.295 m/s. Calcular:

1. Potencia requerida sin aireación y con aireación  b)  kL y kLa  c)  Hold-Up

a) Potencia requerida sin aireación

datos:

D = 2.0 m                      DI = 0.75 m                              altura liquido = 1.5 m

T = 38 °c                        velocidad = 75 rpm                    Q = 15 m3/min = 0.25 m3/s

P = 1.08 atm                 σ= 0.0704 kg/s2                                        vel terminal : 0.295 m/s

ρ = 992.9 kg/m3                  μ = 0.685 kg/m.s                    ρd = 1.1344 kg/m3

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Para un reynolds de 954.5 nos da un numero de pontencia aproximado de 0.5

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Para determinar la potencia requerida del sistema aireado

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1. kL y kLa

Diámetro promedio de la burbuja

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Se tomó el valor de DaB del treybal siendo Dab =2.75x10-5 m5/s

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Como la vs es mayor a 0.02 se utiliza  la siguiente correlación

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1. c)  Hold-Up

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Como la velocidad es mayor de 0.02

Pm =Pmcalculada + p= [pic 38]

Y vt =[pic 39]

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Se encontró numéricamente el valor de H= 0.2896

2.- En una fermentación para obtener ácido acético a partir de un medio de cultivo etanólico al 60 % p/p a 36 °C se emplea un fermentador con un volumen de 1.6 m3 (Relación DT/HL igual a 0.4) equipado con un sistema de agitación de dos turbinas de 6 paletas planas de diámetro igual a 0.25DT y con cuatro bafles de 0.10DT igualmente espaciados. La velocidad de agitación es de 3 rps, el aire (también a 36 °C) es alimentado a una velocidad de 10 g/s a 1 atm y la velocidad terminal (medida in situ) es de 0.326 m/s. Calcular:

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