Determinación del coeficiente convectivo de transferencia agitación de fluidos newtonianos y no newtonianos en reactores con y sin aireación

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UEA: Laboratorio Integral de Ingeniería Bioquímica

Clave: 2331075

Práctica 5. Determinación del coeficiente convectivo de transferencia agitación de fluidos newtonianos y no newtonianos en reactores con y sin aireación

Profesora: Texier Anne Claire.

Integrantes: Galvan Fernández Juan Carlos

                      García Morales José Manuel

                      Marin Ramirez Miroslava

                      Ramirez Maximo Karla Nallely

                      Velazquez Correa Michelle Andrea

Equipo: 5

Grupo: BJ08

Trimestre: 17I

                                 Fecha de entrega: 9 de marzo del 2017.

1. INTRODUCCIÓN

La transferencia de oxígeno constituye un factor muy importante en el crecimiento de los microorganismos aerobios. Esta concentración de oxígeno disuelto en un cultivo aerobio depende de la tasa de transferencia de oxígeno de la fase gas al líquido, de la velocidad de transporte del oxígeno hacia las células y de la tasa de consumo de oxígeno por los microorganismos para el crecimiento, mantenimiento y producción de metabolitos y estructuras celulares.

 En un biorreactor, la transferencia de oxígeno está afectada por diferentes factores que intervienen sobre la hidrodinámica de éste, como: las propiedades físicas tanto del medio de cultivo como del gas utilizado para aportar el oxígeno, los parámetros geométricos del biorreactor, las condiciones de operación a las que se desarrolla el proceso y el tipo de microorganismo cultivado. (1)

kLa es el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno, este es un parámetro que permite caracterizar la capacidad de transferir oxígeno  de un biorreactor. Para la determinación de este parámetro existe el método dinámico y estático.

En el método estático, la primera etapa constituye la desoxigenación del medio de cultivo mediante la aspersión de nitrógeno lo que ocasiona la disminución de la concentración de oxígenos disuelto. En la segunda etapa del proceso se reinicia la aireación en el biorreactor y el aumento de la concentración de oxígeno se monitorea por medio de un electrodo de oxígeno disuelto.

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Considerando que el medio de fermentación se encuentra en mezcla perfecta y que no existe absorción de oxígeno por parte de la población microbiana, la tasa de transferencia de oxígeno se describe mediante la siguiente ecuación:

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Donde:

kLa: coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno.

C*: concentración de saturación de oxígeno disuelto.

CL: concentración de oxígeno disuelto a un determinado tiempo

En el método dinámico la primera etapa constituye la suspensión de aireación del biorreactor que ocasiona la disminución de la concentración de oxígeno disuelto debido a la actividad respiratoria de la población microbiana en la biomasa.

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Durante la segunda etapa del proceso se reinicia la aireación en el biorreactor y el incremento de la concentración de oxígeno se monitorea por medio de un electrodo de oxígeno disuelto. El balance total que describe la transferencia de oxígeno se describe en la siguiente ecuación:

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