Fenomenos de transporte. Biorreactor

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INTRODUCCION:

Un biorreactor es un sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso puede ser aeróbico o anaeróbico. Dichos birreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son usualmente fabricados en acero inoxidable. La operación de un biorreactor puede ser de tres modos distintos:

• Lote (batch)
• Lote alimentado (fed-batch)
• Continuo o quimiostato

Un biorreactor es por tanto un dispositivo biotecnológico que debe proveer internamente un ambiente controlado que garantice y maximice la producción y el crecimiento de un cultivo vivo; esa es la parte biológica. Externamente el biorreactor es la frontera que protege ese cultivo del ambiente externo: contaminado y no controlado. El biorreactor debe por tanto suministrar los controles necesarios para que la operación o proceso (bioproceso) se lleve a cabo con economía, alto rendimiento (productividad) y en el menor tiempo posible; esa es la parte tecnológica.

El KlA es función de la agitación que tiene parte en el biorreactor. El elemento agitador del biorreactor es inherente a el, ya que el difusor de gas crea corrientes en su interior. Por tanto, el elemento que controla la agitación es el caudal de gas entrado, lo que justifica la determinación de KlA a caudales diferentes.

El consumo de Oxígeno en bioreactores está dado por el número de microorganismos existentes en el fermentador en un momento determinado y por su consumo unitario. Por lo tanto, está directamente relacionado con la población inicial en cada ciclo y el tiempo durante el cual, ésta población se encuentra en condiciones de desarrollarse, para esto es necesario conocer previamente las fases del crecimiento de los microorganismos para de esta manera poder identificar la necesidad de oxígeno en cada una de ellas.[pic 5]

ASPECTOS TEORICOS:

Evaluar la transferencia de oxígeno en un sistema de fermentación implica el cálculo de las resistencias diversas al paso de oxigeno desde la burbuja de aire hasta su difusión en la célula y posteriormente ser consumido por los microorganismos.

Como etapas o pasos para este fenómeno se consideran:

El transporte de oxigeno desde el seno de la burbuja de aire hacia la interfase.

La difusión del oxígeno a través de la interfase gas-liquido.

El transporte a través del líquido.

En otras palabras, la concentración de oxígeno en el gas, junto a la interfase está en equilibrio con la concentración de oxígeno en el líquido, también junto a la interfase.

Si existe una diferencia de concentraciones de oxígeno disuelto en el líquido (CL) y en la interface (Ci), ocurre una transferencia de masa, la cual es representada empíricamente por:

N=KL (Ci-CL)

La diferencia de concentración (Ci-CL) debe mantenerse para la transferencia de oxígeno a través de la interfase (difusión) y por analogía al caso de la fase liquida, el flujo de oxigeno por difusión a través del gas.

MATERIALES:

PROCEDIMIENTO:

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RESULTADOS Y DISCUSIONES:   l[pic 7]

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