Diseño de un biorreactor de tanque agitado
Enviado por Kenverly Marchan • 19 de Enero de 2019 • Informes • 2.420 Palabras (10 Páginas) • 305 Visitas
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
ESCUELA DE AGROINDUSTRIAS
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“DISEÑO Y OPERACIÓN DE UN BIORREACTOR DE TANQUE AGITADO”
TRABAJO
PRESENTADO POR:
CARRASCO VELIZ, Gresia
DIOS TINOCO, Limber
DOMINQUEZ SEMBRERA,Fray
GUARNIZ CHAMBA, Carlos
MARCHAN GARCÉS, Kenverly
OVIEDO CASARIEGO, José
RUEDA MARCHÁN, Hans
SEMINARIO NAVARRO,Maritza
En cumplimiento del trabajo encargado en
La asignatura de Biotecnología Agroindustrial
TUMBES – PERÚ
2017
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, los sectores industriales de alimentos apoyados en el campo biotecnológico hacen uso de la acción controlada de microorganismo para modificar su textura, consérvalos mediante la producción de ácido o alcohol y desarrollar en ellos delicados aromas o flavores que aumentan su calidad y su valor nutritivo. Siendo el caso del Biorreactor la parte principal de cualquier proceso bioquímico en el que se emplean sistemas microbianos fúngales o sistemas celulares mamíferos o plantas para la manufactura económica de una amplia variedad de productos biológicos útiles.
La función principal de un biorreactor diseñado apropiadamente es la de proveer un medio controlado para alcanzar el crecimiento y la formación de productos óptimos, o cualquiera de ambos.
El reactor es el corazón de cualquier proceso de fermentación o conversión enzimática. El diseño de biorreactores es una tarea complicada, basada en principios científicos y de ingeniería y en muchas reglas empíricas. Los aspectos específicos del reactor y su operación incluyen varias decisiones críticas. (Doran, 1998)
DISEÑO Y OPERACIÓN DE UN BIORREACTOR DE TANQUE AGITADO
- OBJETIVOS:
- OBJETIVO GENERAL
Aprender el uso y función de un biorreactor de laboratorio
- OBJETIVO ESPECÍFICOS.
Diseñar un biorreactor y calcular su potencia
- MARCO TEÓRICO
- Biorreactor
El biorreactor es sin duda uno de los equipos fundamentales de la microbiología industrial. Es el recipiente donde se realiza el cultivo, y su diseño debe ser tal que asegure un ambiente uniforme y adecuado para los microorganismos; es un sistema en el que una conversión biológica se llave acabo. Esta definición puede aplicarse a cualquier conversión realizada por enzimas, microorganismos, células animales o vegetales Por otra parte, el término “biorreactor” se usa como sinónimo de “fermentador”.
- Funcionamiento
El funcionamiento de cualquier Biorreactor depende de:
- La concentración de biomasa que se desea alcanzar, la cual generalmente debe ser alta.
- El mantenimiento de condiciones estériles.
- Agitación adecuada, para que la distribución del sustrato y del microorganismo sea uniforme.
- Eliminación del calor.
- Creación de condiciones correctas de corte o cizalla. En este sentido, valores altos de corte pueden dañar al organismo y valores bajos pueden ser indeseables debido a que pueden producir floculación o un crecimiento inadecuado.
- Diseño
El diseño de un Biorreactor depende de:
- Su configuración (tanque agitado, columna de burbuja, de tiro o corriente de aire – Loop, Lecho empacado, etc.)
- Del tamaño del Reactor
- De las condiciones de proceso en el interior del reactor: pH, temperatura y tensión de oxígeno.
- Modo de operación: operación continua y discontinua y alimentación del sustrato en forma intermitente.
Los biorreactores pueden ser:
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- Biorreactor de Tanque Agitado (SRT)
En estos biorreactores la mezcla y dispersión de burbujas se alcanza mediante la agitación mecánica, lo cual requiere relativa mayor energía por unidad de volumen. La DISPERSIÓN ES limitada por el tamaño de los remolinos, cuyo tamaño viene dado por una escala por turbulencia o escala Kolmogorov.
- Partes del Biorreactor de Tanque agitado
- Recipiente o vasija
Se considera por lo general que las vasijas para cultivos microbianos generalmente están provistas de cuatro cortacorrientes que se proyectan hacia la vasija desde las paredes para impedir la formación en el fluido de torbellinos y de un vortex. Por lo cual se considera que el ancho de los cortadores es 1/10 o 1/12 del diámetro del tanque.
La relación del tanque (es decir, la altura con respecto al diámetro) es que la altura tiene un 25% que la medida del diámetro.
Los recipientes para experimentos de laboratorio de hasta 20 l de volumen se hacen de vidrio y para volúmenes mayores su construcción es de acero inoxidable.
- Agitadores
Por lo general, el número de agitadores depende de la relación altura diámetro.
El agitador del fondo está colocando a una distancia de aproximadamente 1/3 del diámetro del tanque por encima del fondo del tanque.
Los agitadores adicionales están esparcidos entre si aproximadamente una distancia de una dos veces del diámetro del tanque.
Hay tres tipos de agitadores que son utilizados en biorreactores que son:
- Turbina
- Impulsor
- MIG/INTERMIG
Las turbinas de Roshton es la más usada de los tres tipos de agitadores. Consta de varias paletas sujetas a un eje central por lo general consta de entre cuatro a seis paletas. Así mismo, las turbinas de aspas planas que dan un flujo radial son ideales para disipar el gas cuando es introducido junto por debajo del impulsor sobre el eje y es llevado hacia las aspas y se rompe en finas burbujas.
El diámetro del agitador es aproximadamente 1/3 del diámetro de la vasija en el caso de los agitadores que se usan para disipar el gas como las turbinas de disco de Rushton y los agitadores cóncavos con paletas. Los agitadores hidrodinámicos de mayor tamaño, con diámetro de 0.5 a 0.6 veces el diámetro del tanque son especialmente efectivos para el mezclado de la masa y se utilizan en fermentadores de caldo que tienen micelio y son altamente viscosos.
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