Fermentadores

  Característica Informe        [pic 1]

Transferencia masiva  en  escala de fermentación

Elemento de volumen representativo dentro del fermentador

[pic 2]

A medida que los fermentadores se escalan    a consideration  tamaños enormes,  la transferencia de masa  es  una  

[pic 3]

Jim Gregory  y  Bob  Green

Fluor

Nicolle Courtemanche[pic 4][pic 5]

Gasgas F

1 cm[pic 6]

Totalde V a 10L[pic 7]

Gas V a  0,6/burbuja F

Líquido V -  Vtotal  –Gas V

y Richard Kehn

Tecnología de flujo SPX, Lightnin[pic 8]

ow grande puede un fermentador conseguir? ¿Y cómo sería el fermentador más grande?   El  an-  swers      

sobre cómo se cumplen los requisitos de transferencia de calor,   transferencia de masa  (gas  a líquido) y  transferencia de impulso (mezcla). En un  ar-  tículo anterior (Transferencia de calor para fermentación a gran escala,  Chem. El trabajo. ,  Novem-  ber  2013, págs. 44–46) los autores han   describido cómo  se requieren las necesidades de transferencia de calor, que pueden hacer que las chaquetas se vuelvan  ineficaces a gran escala,  lo que impulsa la necesidad de intercambiadores de calor    externos.  Este artículo  examina los problemas que surgen con la masa y[pic 9]

Figura 1. Un elemento de volumen representativo del fermentador se representa en este boceto, donde  V es volumen y  F es el caudal de gas

[pic 10]transferencia de impulso a grandes escalas. Las preocupaciones asociadas con la transferencia de masa a grandes escalas también influen -ence  el tipo y tamaño de las instalaciones piloto y de la planta de demostración que se utilizan en escala.  

Muchos productos químicos  útiles  pueden  ser  pro-  ducidos  por  microbios  que  requieren  oxy- gen para  crecer. Un fermentador aeróbico se utiliza para cultivar estos microbios  y crear las condiciones adecuadas para que produzcan  estos productos químicos. Este     tipo de fermentador es esencialmente  un dispositivo de transferencia deen   masa que  promueve  la  transferencia  de  oxí-

en el medio líquido  donde viven los microbios. A menudo, la tasa  de transferencia de oxígeno es el fac- tor  tor limitante  en  toda  la  fabricación  pro-  cess. Es    por eso que la velocidad máxima de transferencia de oxígeno es una clave para un diseño de fermentador exitoso.  

Un proceso hipotético  Que delinea un hipotético procesode  fermentación,  como el siguiente, da una idea de la necesidad de fermentadores enormes: fermenta[pic 11]

Objetivo: Hacer 100.000 toneladas/añoyr  de producto

Suposiciones:

• El caldo fermentador final es del 5%  p/p del producto después de 100 horas de tiempo de  incubación[pic 12]
• Usar 10% de inóculo
• Etapas de semilla incuban durante 36 h con un tiempo de respuesta de 12  h
• La gravedad específica del fermentador es  igual a  1,02
• El llenado    máximo del fermentador es  del  80%
• La altura máxima  del fermentador  lateral recto es de 60  pies
• La tasa de absorción de oxígeno es de 100  mmole/L/h

Spx

Figura 2. Esta configuración de un sistema combinado de impulsor radial y axial es típica para proporcionar  mezcla en un fermentador aeróbico

Trenes de semillas: Un proceso de fermentación-  tation  normalmente implica inocular  un lote de medios de crecimiento estériles con una  "semilla", que consiste en microbios viables del tipo deseado. Un vial de 1 ml podría inocular un  matraz de 100 ml, que  crecería   lo suficiente como  para inocular un 10-L  ves-  sel,  que  crecería    para inocular un tanque  de 1.000 L y así sucesivamente. De  esta  manera,  un  fermentador de producción re- requiere una serie de fermentadores más pequeños para producir  un

...