Biorreactor

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA
INGENIERÍA FARMACÉUTICA

DISEÑO DE UN BIORREACTOR PARA LA OBTENCION DE INVERTASA A PARTIR DE ASPERGILLUS NIGER. SEGUNDA PARTE.

ALUMNOS:

APOLONIO TRINIDAD MAGALI
CHONG CANTO SAYURI
FLORES MENDOZA NALLELY
MARTINEZ ALONSO ANA GABRIELA
MORA GUTIERREZ EDGAR OMAR
VÁZQUEZ GÓMEZ ELISA GRISELDA

Para eldiseño de un biorreactor como se vio en la primera parte es necesario considerar el tipo de proceso a realizar, el metabolito o metabolitos a obtener, el proceso necesario para llegar a esa obtención, así como la naturaleza del microorganismo, principalmente, pero ¿ qué pasa con el equipo específicamente?, ¿con los parámetros que se utilizan para que este realice un buen funcionamiento? , talespreguntas nos llevan al conocimiento de parámetros tanto del medio de cultivo como del biorreactor para la determinación de la estructura (tamaño, forma, materiales, etc.) de este. Ejemplo de lo anterior son (puntos a abarcar en este trabajo):

* Parámetros físicos
* Fluidos newtonianos y no newtonianos
* Calculo de la potencia
* Determinación del coeficiente volumétricode trasferencia de oxigeno (KLA)
* Balance general de materia para el biorreactor
* Diseño del biorreactor (partes).
* Intercambiador de calor (chaqueta)
* Escalamiento
PARAMETROS FISICOS
* Fluidos newtonianos y no newtonianos. Numero de Reynolds
Se comentó el en párrafo pasado que existen parámetros necesarios de conocer para la determinación del buen funcionamientodel biorreactor, en este caso la naturaleza del medio de cultivó no es la excepción.

Recordemos que el objetivo de un biorreactor es la obtención de biomasa y/o metabolitos secundarios a través de cultivos de microorganismos en medios, lo cual nos lleva a la importancia de encontrar uno de sus parámetros más importantes en la industria: El Número de Reynolds.

Este número es adimensional ynos muestra la naturaleza del fluido al hecho de “fluir”, es decir si este es laminar o turbulento (según lo predicho en Reynolds).Para ello en este trabajo se realiza ciertos cálculos para su determinación.

Comenzaremos diciendo que el medio de cultivo utilizado fue el medio Pontecorvo (ATCC 687) con 0.05% de extracto de levadura y como soporte se utilizó agrolita.

Prácticamentecorresponden a fluidos no newtonianos, los cuales son tratados o calculados según leyes para flujos newtonianos, (velocidad proporcional al esfuerzo de corte). Desde el punto de vista de la reología, los fluidos más sencillos son los newtonianos, llamados así porque su comportamiento sigue la ley de Newton: “El esfuerzo de corte es proporcional al gradiente de velocidad o velocidad de corte.

τ=μ∂vz∂r=μγLa constante de proporcionalidad se denomina viscosidad y se mide en Pa*s (en SI), en la práctica se utiliza comúnmente el centipoise (cp).

Ahora por definición, todos aquellos fluidos que no siguen la ecuación antes mostrada se conocen como “no newtonianos”. Por conocimiento general a la mayoría de los fluidos biológicos se les conoce por ser no newtonianos, debido principalmente a lanaturaleza de los elementos que lo componen.
Es decir por causa de su complejidad estos fluidos tienden a variar su viscosidad en función de la temperatura, por mencionar un ejemplo, que en comparación con el agua se declaran como fluidos no ideales, por ejemplo la miel, que a diferentes temperaturas su viscosidad va desde un fluido liquido hasta uno semisólido o sólido.
A continuación se lesmuestra una primera clasificación de los fluidos no newtonianos que los divide en tres categorías:
* 1.- Comportamiento independiente del tiempo.
* 2.- Comportamiento dependiente del tiempo.
* 3.- Viscoelásticos.
El comportamiento independiente del tiempo: el esfuerzo de corte sólo depende de la velocidad de corte γ.

Figura 1.1 Representación de esfuerzo de corte vs. Velocidad de...