biorreactores discontinuos


Universidad Politécnica de Pachuca


Bioprocesos


Rafael Torres Robles


“biorreactores discontinuos y continuos”


zúñiga tovar eliseo





Fecha de entrega 5 de diciembre de 2013


Birreactores discontinuos

Productividad en birreactores discontinuos

Un birreactor discontinuo es aquel en el cual ni entra ni sale material durante la reacción, en este procesohay un espacio llamado tiempo muerto que es en la recogida del producto y preparación de birreactor, en el cual se lleva a cabo otro proceso.
Se debe determinar la duración del tiempo muerto para de esta manera saber si representa pérdidas para la empresa, si el tiempo muerto es muy largo el tiempo de operación del birreactor debe ser largo para no perder mas tiempo en la preparación del mismo.PRODUCCION ANUAL
La producción anual es el número de ciclos al año será el numero de horas de trabajo al año dividido por la suma de los tiempos de operación y muertos.

Balance de materia y energía

ECUACION DE TRANSFORMACION DE MATERIA DE UN COMPONENTE
El problema más común en los birreactores discontinuos es que no podemos saber la eficacia final o las concentraciones finales conrespecto al tiempo. Se considera que en este tipo de biorreactores la composición, temperatura y velocidad son la misma en todos los puntos, al no tener caudal de salida y de entrada se considera que el volumen es constante durante la biorreaccion.
La velocidad de reacción de cualquier componente está dada por la velocidad de cambio de su concentración.

Balance de materia para varios componentesen crecimiento celular.

Para conocer la evolución de las concentraciones en un sistema con temperatura constante, debemos hacer un balance de materia de cada componente.
Para evaluar la evolución del producto suele haber distintas posibilidades:
Introducir el balance estequiometrico medio entre X e Y.P= Y (X-X)
Introducir el balance al producto y la ecuación cinética para el mismo:Parámetros cinéticos para las ecuaciones
Datos de operación para el sistema particular

Balance de energía
Los balances de energía se aplican en diferentes situaciones, algunas veces se elimina el color producido y en otras se añade para trabajar a la temperatura óptima.
Durante la destilación el balance de energía podría contener los siguientes términos:
Calor de reacción: por lo regular sepresenta calor en las reacciones microbianas por lo tanto hay que hacer uso de un sistema de refrigeración.
Calor de agitación: puede darse por mecánica o areacion (como le energía de expansión de un gas)
Eliminación de calor: variable que debe calcularse para operar a las condiciones deseadas.
Perdidas por entradas y salidas distintas de las principales: como es un sistema discontinuo no haysalidas ni entradas principales por lo tanto el único medio por el que podrimos tener fugas de calor es por evaporación.
Geometría hidrodinámica y temas de interés
Geometría
La mayor parte de los biorreactores son tanques con agitación de una geometría cilíndrica. Por lo regular el sistema de agitación esta colocado al centro pero no siempre tiene que ser asi.
Tenemos el sistema por burbujeocon lo que se pretende lograr una distribución uniforme del aire.

Biorreactores no perfectamente mezclados
Si la agitación no es la adecuada se tendrá una mezcla no completa, debido a esto la ompocicion no será la misma en cada uno de los puntos. En este tipo de biorreactores es muy común que lo pongan a enfriar o calentar.
Diversos aspectos de interés
Importancia de la forma del flujoPara las consideraciones de flujo se considera:
La distrubucion de materiales solubles (oxigeno, micoorganismo)
Zonas de mezcla:
Otros aspectos generales de interés:
hay diferentes parámetros que parecen en las ecuaciones de diseño de biorreactores:
Transporte de calor y materia en un medio complejo
La desviación respecto al comportamiento adiabático
Mejores biorreactores con una...