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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS

BIOINGENIERÍA II
Ciclo Escolar 2013, ENERO-JUNIO

TITULO DE LA PRÁCTICA:

“DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE OXÍGENO EN UNA COLUMNA DE BURBUJEO”

Grupo: 8IV1

Integrantes del equipo 4:
Cruz Contreras Juan Manuel
Figueroa Valencia Mayra Nayely
Jiménez Rodríguez Emmanuel
Martínez Reyes NayeliItzel
Mundo Palacios Elena Berenice
Núñez González Erika Zacnité
Torres Sebastián Mixtli Jaime

Nombre del profesor:
M. en C. Carlos Sandoval




INTRODUCCIÓN
Las células requieren, en el caso de ser microorganismos aerobios, de un medio acuoso para su supervivencia y del oxígeno. El conocimiento de la transferencia de oxígeno por tanto juega un papel fundamental en ladeterminación de las condiciones óptimas de operación del proceso, así como en el diseño de los equipos a utilizar

Las condiciones de operación en las que se lleva a cabo un proceso influyen positiva o negativamente sobre la velocidad de transporte de materia, y por tanto, sobre el valor del coeficiente volumétrico de transferencia de materia, KLa, gas-líquido. Para que se desarrolle un proceso encondiciones aerobias, es necesario que el oxígeno se encuentre biodisponible para las células.

La teoría más utilizada para explicar el mecanismo de transferencia de oxigeno en el intercambio gas-líquido es la teoría de la doble capa, el modelo se basa en la existencia de dos capas, una de líquido y otra de gas en la interfase gas-líquido. Ambas capas dan una resistencia al paso de moléculas degas entre las fases líquida y gaseosa. En la transferencia de moléculas de gas de la fase gaseosa a la líquida, los gases ligeramente solubles encuentran la resistencia principal a la transferencia en la capa líquida, en tanto que los gases muy solubles hallan dicha resistencia en la capa gaseosa. Los gases de solubilidad intermedia hallan una importante resistencia en ambas capas.

La figura 1muestra un esquema de las dos capas. La tasa de transferencia del gas es, en general, proporcional a la diferencia entre la concentración existente y la concentración de saturación del gas en la solución. En forma de ecuación, la relación puede expresarse como:

dC/dt = KLa (Cs – C)

Siendo:
C = concentración del gas a un tiempo t (mg/L)
t = tiempo (s)
Cs = concentración de saturación delgas (mg/L)
KLa = coeficiente de transferencia volumétrico (s-1 )
KLa incluye, en este caso, el efecto de la resistencia de una y otra capa, y es también función del área de la interfase gas-líquido que existe por volumen unitario de fluido



OBJETIVO
Determinar los valores de Kla en una columna de burbujeo



METODOLOGÍA











DESARROLLO EXPERIMENTAL
Datosexperimentales y memoria de cálculo

a) Tabular las concentraciones de oxígeno (CL) dis/seg). Disuelto, tomadas a diferentes tiempos, para los diferentes gastos de aire (Qg en cm).
Tabla1. Datos que se obtuvieron en el reactor operado a modo de Air lift (manualmente).
Air Lift
Velocidad (WSG) [cm/s]
Tiempo [s]
0.5
1
1.5
2
2.5
0
0.49
0.44
0.45
0.42
0.37
3
0.48
0.57
0.47
0.51
0.55
60.47
0.7
0.69
0.69
0.68
9
0.46
0.89
0.83
0.9
0.88
12
0.45
1.05
1.03
1.19
1.22
15
0.44
1.2
1.24
1.39
1.44
18
0.47
1.47
1.52
1.61
1.77
21
0.52
1.6
1.72
1.91
1.96
24
0.67
1.73
1.98
2.11
2.16
27
0.72
1.96
2.12
2.36
2.48
30
0.8
2.09
2.29
2.51
2.65
33
0.96
2.23
2.43
2.76
2.88
36
1.07
2.35
2.56
2.89
3.02
39
1.12
2.55
2.77
3.05
3.3
421.26
2.65
2.89
3.27
3.47
45
1.39
2.76
3.07
3.38
3.6
48
1.44
2.99
3.23
3.51
3.75
51
1.74
3.11
3.35
3.67
3.92
54
1.89
3.2
3.44
3.78
4
57
1.93
3.27
3.6
3.92
4.13
60
2.04
3.35
3.69
4.01
4.23
63
2.23
3.48
3.77
4.11
4.31
66
2.36
3.59
3.85
4.22
4.43
69
2.48
3.68
3.98
4.4
4.49
72
2.52
3.75
4.04
4.47
4.56
75
2.67
3.81
4.15
4.55
4.66...