Practica De Bioquimica

PRACTICA No.5

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NECESARIA PARA LA AGITACIÓN DE FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS EN REACTORES CON Y SIN AIREACIÓN.

 OBJETIVO

1. Identificar si un fluido es newtoniano o no newtoniano

2. Determinar el efecto sobre el consumo de potencia de diferentes factores como: tipo de fluido (newtoniano y no newtoniano), propiedades del fluido (viscosidad y densidad), geometría del reactor (tipo y numero de impulsores, presencia y ausencia de mamparas), velocidad de agitación y flujo de aireación.

3. Obtener y comparar los valores experimentales de potencia son aireación (PEQ) y con aireación (PEg) con los valores de potencia teóricos para reactores sin aireación (mediante el uso de correlaciones entre el NRE y el Np) y para reactores con aireación (mediante las correlaciones entre la relación Pg/Po y el Na).

 INTROCUCCION

Un biorreactor es por 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.

Hay tres grupos de biorreactores usados actualmente para la producción industrial:

No agitados, sin aeración (86%);

No agitados, con aeración (11%);

Agitados, con aeración (13%).

La síntesis de la mayoría de nuevos productos requiere el crecimiento de microorganismos en recipientes aireados con agitación.

Antes de hacer un repaso acerca de los biorreactores es importante considerar detalle dos de los factores principales que afectan el diseño de un biorreactor. Transferencia de oxígeno y los efectos de corte.

Se denominan Fluidos a las sustancias en general, aquellas que se deforman cuando se le aplica una presión o tensión en su superficie, las que conocemos como agua o gasolina que adoptan la forma del recipiente que los contiene, pero no todos los fluidos se comportan de la misma manera a las fuerzas externas que reciben, esto se debe a la viscosidad que presentan, la viscosidad es la resistencia de un fluido a moverse o cambiar de forma por una acción aplicada.

De acuerdo a la viscosidad y otras características los fluidos se clasifican en:

Fluidos Newtonianos que son los que tienen un comportamiento normal, como por ejemplo el agua, tiene muy poca viscosidad y esta no varía con ninguna fuerza que le sea aplicada, si le damos un golpe a la superficie del agua en una piscina esta se deforma como es lógico.

Fluidos No-Newtonianos, tienen un comportamiento extraño o fuera de lógica, este tipo de fluidos no cumplen con las leyes de newton, presentan mayor viscosidad, la cual además puede variar con las tensiones (fuerzas) que se le aplican, lo que hace que se comporte en ocasiones como un sólido ante mayor fuerza y como un líquido con menos tensión aplicada.

 FUNDAMENTO

La forma más fácil de obtener el oxígeno para el biorreactor es por medio del aire, ya que el aire está compuesto de 21% de oxígeno y además es gratis.

El sistema de aireación externamente comprende las líneas de entrada Fi y salida de aire Ff e internamente debe optimizar la transferencia de gases nutrientes (aire) hacia el medio líquido. Un sistema de aireación consta de cuatro partes mecánicas: fuente de aire; tubería y filtros de entrada; boquilla y difusor de aire; tubería y filtros de salida. Y tres partes de control: control de flujo aire; control de presión de aire; control de difusión de oxígeno disuelto.

El sistema de difusión de oxígeno disuelto debe optimizar al máximo la transferencia de oxígeno disuelto al medio líquido. El sistema consta de dos partes mecánicas: boquilla y difusor de aire; una parte de medición: sensor de oxígeno disuelto y una de control: controlador de oxígeno disuelto. Además de regular el flujo y la presión del aire en la línea o tubería, se debe controlar el valor y la concentración del oxígeno disuelto (OD) dentro del medio líquido; variable que puede medirse en dos formas:

Oxígeno Disuelto (OD): es la concentración de oxígeno disuelto requerido para la reducción química de un equivalente en iones sulfito (de sodio) a la cantidad de materia orgánica presente en el medio

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