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DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL PARA UN BIORREACTOR DE TANQUE AGITADO
Morgan G. Vásquez

Resumen
El presente trabajo muestra de forma general los elementos que hacen parte del sistema de control de un biorreactor de tanque agitado. Se presentan los sensores y actuadores comúnmente utilizados y un esquema de conexiones para el proceso. Palabras Clave: Biorreactor de tanque agitado.

Elbiorreactor de tanque agitado es de uso muy difundido. La agitación se realiza mecánicamente mediante un eje provisto de turbinas accionado por un motor, como muestra la figura 1. El aire se inyecta por la parte inferior del tanque y es distribuido por una corona que posee pequeños orificios espaciados regularmente. El chorro de aire que sale de cada orificio es "golpeado" por las paletas de la turbinainferior generándose de este modo miles de pequeñas burbujas de aire, desde las cuales difunde el 02 hacia el seno del líquido. El sistema de agitación se completa con cuatro o seis deflectores que tienen por finalidad cortar o romper el movimiento circular que imprimen las turbinas al líquido, generando de este modo mayor turbulencia y mejor mezclado. El tanque está rodeado por una camisa por laque circula agua, lo que permite controlar la temperatura. Para tanques mayores que 1000 o 2000 litros este sistema ya no es eficiente y es reemplazado por un serpentín que circula adyacente a la pared interior del tanque. Debe tenerse en cuenta que a medida que es mayor el volumen de cultivo también lo es la cantidad de calor generado, por lo que se hace necesario una mayor área de refrigeración.Los tanques son de acero inoxidable y están pulidos a fin de facilitar la limpieza y posterior esterilización. El aire que ingresa al biorreactor debe estar estéril, lo que se consigue haciéndolo pasar por un filtro cuyo diámetro de poro es de 0,45 micrones, que impide el paso de microorganismos y esporos.

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BIORREACTORES

El biorreactor, es sin duda, uno de los equipos fundamentales de lamicrobiología 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 [1]. Las "tareas" que realiza el biorreactor pueden resumirse del siguiente modo: a) Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo a fin de prevenir la sedimentación o la flotación. b) Mantenerconstante y homogénea la temperatura. c) Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes. d) Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo. e) El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con el microorganismo deseado. Para satisfacer los cuatro primeros puntos es necesario que elbiorreactor esté provisto de un sistema de agitación, además para el punto d) se requiere de un sistema que inyecte aire en el cultivo. 1.1 ELEMENTOS DEL BIORREACTOR

Eje trasmisor de potencia: es una barra cilíndrica de acero inoxidable 316L y por lo general se diseña en diámetros estándar: ¾”, ½”, etcétera para mayor facilidad de ajuste a los estándares de motores a.c. Su longitud depende de laprofundidad del contenedor (tanque). Puerto de entrada del biorreactor: se denomina puerto a la superficie física sobre el cual se instala un dispositivo de entrada o salida al biorreactor, un anclaje o un aparato mecánico o de medición; el puerto es el medio por el cual, se ajusta o fija, tal dispositivo o artefacto a la pared o superficie del tanque o del biorreactor. Sello mecánico: su función estriple: evitar la contaminación, mantener hermético el sistema, servir de amortiguador de fricción. El sello mecánico también debe permitir la esterilización in situ del biorreactor, mediante una línea de vapor sobrecalentado. Figura 1: Biorreactor de tanque agitado. 1.2 ELEMENTOS BÁSICOS Eje transmisor de potencia: transmite la potencia del motor al impulsor a través de las hojas de agitación....