Metodos de obtencion del kla
Páginas: 6 (1341 palabras)
Publicado: 24 de junio de 2011
MEDICION INDIRECTA
Esta medición se denomina indirecta porque se lleva a cabo en sistemas donde no se está efectuando una fermentación; los valores obtenidos sólo indican un orden de magnitud y se emplean para hacer comparaciones entre diferentes reactores que operan en condiciones similares. En este caso el término correspondiente a la utilización de oxígeno por el microorganismo, de laecuación (1) vale 0, por lo que esta se transforma en:
La solución de esta ecuación se obtiene experimentalmente siguiendo dos métodos distintos.
• OXIDACION DE SULFITO
Se puede establecer la capacidad de un fermentador para absorber oxígeno burbujeando aire a través de una solución acuosa de algún agente reductor (operando en condiciones normales). La oxidación catalítica del sulfito de sodioha sido adoptada por este propósito.
El coeficiente de transferencia obtenido por este método no refleja exactamente el sistema, ya que habrá una cantidad despreciable de oxígeno disuelto en la solución de sulfito, lo que hace que el gradiente de concentración se convierta en únicamente. Vicent y Allcock confirmaron la ecuación (2) usando un sistema de control de oxígeno disuelto que medíala solución de sulfito en el fermentador. Las condiciones experimentales en que se obtienen los valores de la oxidación de sulfito son críticas, y siempre deben ser anotadas. Entre los principales parámetros que afectan esta medición están: la pureza de la solución de sulfito, el catalizador y su concentración, la concentración de sulfito, el pH y el tipo de equipo utilizado.
Las reacciones quese utilizan en este método son:
La técnica usual para la determinación es la siguiente: se coloca en un fermentador una solución de sulfito de sodio, entre 0.1 y 1.0 N, con una concentración de CuSO4 mayor de 1 mM; se ajusta el flujo de aire y la velocidad del impulsor y se empieza a tomar muestras periódicamente. Para prevenir la posterior oxidación de las muestras éstas deben guardarseen botellas llenas y perfectamente selladas. Las ecuaciones (3) a (5) indican el proceso químico mediante el cual se determina la velocidad de oxidación del sulfito, que está dada por kLaCg*.
Los valores obtenidos por esta técnica son en general mayores que los medidos por otros métodos, por lo que se recomienda precaución en su uso. Además, cuando aumenta el tamaño del fermentador, el costo deesta técnica la hace inaplicable; sin embargo, la técnica de eliminación de gas puede suplirla.
• TECNICA DE ELIMINACION DE GAS
Las bases de esta técnica son muy similares a las de la oxidación de sulfito; QO2x=0 por lo que es aplicable la ecuación (2). Sin embargo C=0 haciendo que la integración de la ecuación (2) sea:
Cuando el oxígeno disuelto ha sido totalmente eliminado, C1=0 a t1=0 y laecuación (6) adopta la forma siguiente:
La figura E.2a indica los pasos necesarios para efectuar una medición: eliminación del oxígeno mediante burbujeo de nitrógeno en lugar de aire; una vez que CL es igual a 0, se airea de nuevo y se toma mediciones de C a diferentes tiempos. Si se grafican estos valores de acuerdo con la ecuación (7), se obtiene la figura E.2b en la que se observaclaramente que la pendiente es igual a –kLa.
MEDICION DIRECTA
Como la medición directa se realiza con fermentaciones reales, tanto batch como continuas, el valor obtenido es más representativo del sistema en cuestión. Según la opinión actual, para efectuar el escalamiento de una fermentación es necesario mantener en todas las escalas valores similares de la concentración de oxígeno disuelto y de lavelocidad de transferencia de oxígeno, por lo que la medición directa de kLa es un instrumento muy útil, tanto en la operación como en el escalamiento de cultivos de fermentación.
• BALANCE DE OXIGENO EN EL SISTEMA
De acuerdo con la figura E.1, al realizar el balance de oxígeno en el fermentador se tiene:
En el estado estacionario del cultivo continuo, o cuando CL varía muy poco (caso del...
Esta medición se denomina indirecta porque se lleva a cabo en sistemas donde no se está efectuando una fermentación; los valores obtenidos sólo indican un orden de magnitud y se emplean para hacer comparaciones entre diferentes reactores que operan en condiciones similares. En este caso el término correspondiente a la utilización de oxígeno por el microorganismo, de laecuación (1) vale 0, por lo que esta se transforma en:
La solución de esta ecuación se obtiene experimentalmente siguiendo dos métodos distintos.
• OXIDACION DE SULFITO
Se puede establecer la capacidad de un fermentador para absorber oxígeno burbujeando aire a través de una solución acuosa de algún agente reductor (operando en condiciones normales). La oxidación catalítica del sulfito de sodioha sido adoptada por este propósito.
El coeficiente de transferencia obtenido por este método no refleja exactamente el sistema, ya que habrá una cantidad despreciable de oxígeno disuelto en la solución de sulfito, lo que hace que el gradiente de concentración se convierta en únicamente. Vicent y Allcock confirmaron la ecuación (2) usando un sistema de control de oxígeno disuelto que medíala solución de sulfito en el fermentador. Las condiciones experimentales en que se obtienen los valores de la oxidación de sulfito son críticas, y siempre deben ser anotadas. Entre los principales parámetros que afectan esta medición están: la pureza de la solución de sulfito, el catalizador y su concentración, la concentración de sulfito, el pH y el tipo de equipo utilizado.
Las reacciones quese utilizan en este método son:
La técnica usual para la determinación es la siguiente: se coloca en un fermentador una solución de sulfito de sodio, entre 0.1 y 1.0 N, con una concentración de CuSO4 mayor de 1 mM; se ajusta el flujo de aire y la velocidad del impulsor y se empieza a tomar muestras periódicamente. Para prevenir la posterior oxidación de las muestras éstas deben guardarseen botellas llenas y perfectamente selladas. Las ecuaciones (3) a (5) indican el proceso químico mediante el cual se determina la velocidad de oxidación del sulfito, que está dada por kLaCg*.
Los valores obtenidos por esta técnica son en general mayores que los medidos por otros métodos, por lo que se recomienda precaución en su uso. Además, cuando aumenta el tamaño del fermentador, el costo deesta técnica la hace inaplicable; sin embargo, la técnica de eliminación de gas puede suplirla.
• TECNICA DE ELIMINACION DE GAS
Las bases de esta técnica son muy similares a las de la oxidación de sulfito; QO2x=0 por lo que es aplicable la ecuación (2). Sin embargo C=0 haciendo que la integración de la ecuación (2) sea:
Cuando el oxígeno disuelto ha sido totalmente eliminado, C1=0 a t1=0 y laecuación (6) adopta la forma siguiente:
La figura E.2a indica los pasos necesarios para efectuar una medición: eliminación del oxígeno mediante burbujeo de nitrógeno en lugar de aire; una vez que CL es igual a 0, se airea de nuevo y se toma mediciones de C a diferentes tiempos. Si se grafican estos valores de acuerdo con la ecuación (7), se obtiene la figura E.2b en la que se observaclaramente que la pendiente es igual a –kLa.
MEDICION DIRECTA
Como la medición directa se realiza con fermentaciones reales, tanto batch como continuas, el valor obtenido es más representativo del sistema en cuestión. Según la opinión actual, para efectuar el escalamiento de una fermentación es necesario mantener en todas las escalas valores similares de la concentración de oxígeno disuelto y de lavelocidad de transferencia de oxígeno, por lo que la medición directa de kLa es un instrumento muy útil, tanto en la operación como en el escalamiento de cultivos de fermentación.
• BALANCE DE OXIGENO EN EL SISTEMA
De acuerdo con la figura E.1, al realizar el balance de oxígeno en el fermentador se tiene:
En el estado estacionario del cultivo continuo, o cuando CL varía muy poco (caso del...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.