Bioreactor
Páginas: 6 (1330 palabras)
Publicado: 25 de mayo de 2011
DISEÑO DE BIO-REACTORES
El diseño de bio-reactores es una tarea de ingeniería bastante compleja. Los microorganismos o células son capaces de realizar su función deseada con gran eficiencia bajo condiciones óptimas. Las condiciones ambientales de un bio-reactor tales como flujo de gases (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), temperatura, pH, oxígeno disuelto y velocidadde agitación o circulación, deben ser cuidadosamente monitoreadas y controladas.
La mayoría de los fabricantes industriales de bio-reactores usan recipientes, sensores, controladores y un sistema de control interconectados para su funcionamiento en el sistema de bio-reacción. La misma propagación celular (fenómeno conocido en inglés como Fouling). Para evitar esto, el bio-reactor debe serfácilmente limpiable y con acabados lo más sanitario posible (de ahí sus formas redondeadas).
Se requiere de un intercambiador de calor para mantener el bio-proceso a temperatura constante. La fermentación biológica es una fuente importante de calor, por lo que en la mayor parte de los casos, los bio-reactores requieren de agua de enfriamiento. Pueden ser refrigerados con una chaqueta externa o, pararecipientes sumamente grandes, con serpentines internos.
En un proceso aerobio, la transferencia óptima de oxígeno es tal vez la tarea más difícil de lograr. El oxígeno se disuelve poco en agua (y aún menos en caldos fermentados) y es relativamente escaso en el aire (20,8 %). La transferencia de oxígeno usualmente se facilita por la agitación, que se requiere también para mezclar los nutrientesy mantener la fermentación homogénea. Sin embargo, existen límites para la velocidad de agitación, debidos tanto al alto consumo de energía (que es proporcional al cubo de la velocidad del motor) como al daño ocasionado a los organismos debido a un esfuerzo de corte excesivo. Los bio-reactores industriales usualmente emplean bacterias u otros organismos simples que pueden resistir la fuerza deagitación. También son fáciles de mantener ya que requieren sólo soluciones simples de nutrientes y pueden crecer a grandes velocidades.
PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE VARIABLES EN EL BIO-REACTOR
Los siguiente procedimientos se hacen o de miden los 5 días de la semana (lunes a viernes). El ultimo día se hacen los análisis o pruebas correspondientes a sólidos suspendidos y demanda química deoxigeno (DQO)
1. MEDICIÓN DE PH Y TEMPERATURA
• Para esta medición se utiliza un PH-metro digital. Este equipo mide de forma directa el PH y la temperatura de la muestra dada.
• Calibrar el PH-metro con ayuda de las instrucciones y las soluciones amortiguadoras que vienen dentro de la caja.
• Lavar con agua destilada el electrodo del PH-metro antes de hacer la lectura.
• Medir el PHy la temperatura a la entrada y a la salida del reactor de discos.
• Volver a lavar el electrodo con agua destilada para quitar los residuos de líquido del bio-reactor y para posteriores mediciones.
2. MEDICIÓN DE OXIGENO DISUELTO
• Para esta medición se utiliza un oxi-metro digital. Este equipo mide de forma directa el oxigeno disuelta de una solución con ayuda de un electrodoselectivo.
• Lavar con agua destilada la punta del electrodo del oxi-metro antes de hacer la lectura.
• Medir el oxigeno disuelto de forma directa a la entrada y a la salida del bio-reactor.
• Volver a lavar la punta del electrodo con agua destilada para quitar los residuos de líquido del bio-reactor y para posteriores mediciones.
3. MEDICIÓN DE CAUDAL
• Separa la conexión de las mangueras enla parte inferior del reactor. Recibir el fluido del reactor en una probeta graduada.
• Con ayuda de la probeta y un cronometro; tomar cierta cantidad de volumen y medir el tiempo que el fluido tarda en llegar a ese volumen.
• El caudal es la razón entre el volumen recogido en la probeta sobre el tiempo que el fluido demora en llegar a ese volumen.
4. MEDICIÓN DEL ÍNDICE DE LODOS
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El diseño de bio-reactores es una tarea de ingeniería bastante compleja. Los microorganismos o células son capaces de realizar su función deseada con gran eficiencia bajo condiciones óptimas. Las condiciones ambientales de un bio-reactor tales como flujo de gases (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), temperatura, pH, oxígeno disuelto y velocidadde agitación o circulación, deben ser cuidadosamente monitoreadas y controladas.
La mayoría de los fabricantes industriales de bio-reactores usan recipientes, sensores, controladores y un sistema de control interconectados para su funcionamiento en el sistema de bio-reacción. La misma propagación celular (fenómeno conocido en inglés como Fouling). Para evitar esto, el bio-reactor debe serfácilmente limpiable y con acabados lo más sanitario posible (de ahí sus formas redondeadas).
Se requiere de un intercambiador de calor para mantener el bio-proceso a temperatura constante. La fermentación biológica es una fuente importante de calor, por lo que en la mayor parte de los casos, los bio-reactores requieren de agua de enfriamiento. Pueden ser refrigerados con una chaqueta externa o, pararecipientes sumamente grandes, con serpentines internos.
En un proceso aerobio, la transferencia óptima de oxígeno es tal vez la tarea más difícil de lograr. El oxígeno se disuelve poco en agua (y aún menos en caldos fermentados) y es relativamente escaso en el aire (20,8 %). La transferencia de oxígeno usualmente se facilita por la agitación, que se requiere también para mezclar los nutrientesy mantener la fermentación homogénea. Sin embargo, existen límites para la velocidad de agitación, debidos tanto al alto consumo de energía (que es proporcional al cubo de la velocidad del motor) como al daño ocasionado a los organismos debido a un esfuerzo de corte excesivo. Los bio-reactores industriales usualmente emplean bacterias u otros organismos simples que pueden resistir la fuerza deagitación. También son fáciles de mantener ya que requieren sólo soluciones simples de nutrientes y pueden crecer a grandes velocidades.
PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE VARIABLES EN EL BIO-REACTOR
Los siguiente procedimientos se hacen o de miden los 5 días de la semana (lunes a viernes). El ultimo día se hacen los análisis o pruebas correspondientes a sólidos suspendidos y demanda química deoxigeno (DQO)
1. MEDICIÓN DE PH Y TEMPERATURA
• Para esta medición se utiliza un PH-metro digital. Este equipo mide de forma directa el PH y la temperatura de la muestra dada.
• Calibrar el PH-metro con ayuda de las instrucciones y las soluciones amortiguadoras que vienen dentro de la caja.
• Lavar con agua destilada el electrodo del PH-metro antes de hacer la lectura.
• Medir el PHy la temperatura a la entrada y a la salida del reactor de discos.
• Volver a lavar el electrodo con agua destilada para quitar los residuos de líquido del bio-reactor y para posteriores mediciones.
2. MEDICIÓN DE OXIGENO DISUELTO
• Para esta medición se utiliza un oxi-metro digital. Este equipo mide de forma directa el oxigeno disuelta de una solución con ayuda de un electrodoselectivo.
• Lavar con agua destilada la punta del electrodo del oxi-metro antes de hacer la lectura.
• Medir el oxigeno disuelto de forma directa a la entrada y a la salida del bio-reactor.
• Volver a lavar la punta del electrodo con agua destilada para quitar los residuos de líquido del bio-reactor y para posteriores mediciones.
3. MEDICIÓN DE CAUDAL
• Separa la conexión de las mangueras enla parte inferior del reactor. Recibir el fluido del reactor en una probeta graduada.
• Con ayuda de la probeta y un cronometro; tomar cierta cantidad de volumen y medir el tiempo que el fluido tarda en llegar a ese volumen.
• El caudal es la razón entre el volumen recogido en la probeta sobre el tiempo que el fluido demora en llegar a ese volumen.
4. MEDICIÓN DEL ÍNDICE DE LODOS
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