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factores que afectan la solubilidad de oxigeno, Resúmenes de Biotecnología

biotecnologia aplicada a los fenomenos de transporte

Tipo: Resúmenes

2023/2024

Subido el 20/07/2024

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Factores que afectan la solubilidad del oxígeno
Investigue cómo afectan las siguientes variables a la solubilidad de oxígeno en
fermentadores.
Burbujas: la eficacia de la transferencia de materia gas-liquido depende en gran
parte de las características de las burbujas en el medio líquido. El comportamiento
de las burbujas afecta en gran medida al valor de kLa. Algunas propiedades de las
burbujas afectan al valor de kL mientras que otras varían el área interfacial a.
Resumiendo puede decirse que las burbujas pequeñas son generalmente
beneficiosas sobre la transferencia de oxigeno debido al mayor contenido de gas en
el medio y a la mayor área interfacial. Sin embargo, kL para las burbujas menores
de 3 mm disminuye por efectos de la superficie. Las burbujas muy pequeñas <<1
mm deben evitarse, especialmente con líquidos viscosos.
Inyección del gas, mezcla y propiedades del medio: Es interesante considerar
los procesos físicos existentes en los fermentadores y que determinan el tamaño
de las burbujas, ya que este es un parámetro critico que afecta a la transferencia
de oxígeno. Estos procesos incluyen la formación de la burbuja, la dispersión del
gas y la coalescencia. En condiciones de operación típicas de los fermentadores,
un aumento en la velocidad del agitador mejora el valor de kLa. Por el contrario,
excepto a velocidades muy bajas de inyección de aire, un aumento en el caudal
de gas produce generalmente un efecto muy pequeño sobre kLa. Un aumento en
el numero de rodetes en el eje del agitador no mejora necesariamente kLa, incluso
aunque aumente la potencia utilizada. La cantidad de gas que pasa a través de
los rodetes superiores es pequeña en comparación con el inferior, por lo que la
dispersión adicional de gas no es significativa.
Agentes antiespumantes: La adición de agentes antiespumantes especiales al
medio es el método más común de reducir la creación de espuma en los
fermentadores. Sin embargo, los agentes antiespumantes afectan a la superficie
química de las burbujas y su tendencia a coalescer, por lo que presentan, por lo que
presentan un marcado efecto sobre kLa. La mayoría de los agentes antiespumantes
son sustancias fuertemente reductoras de la tensión superficial. Sin embargo, esto
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Factores que afectan la solubilidad del oxígeno

Investigue cómo afectan las siguientes variables a la solubilidad de oxígeno en fermentadores. Burbujas: la eficacia de la transferencia de materia gas-liquido depende en gran parte de las características de las burbujas en el medio líquido. El comportamiento de las burbujas afecta en gran medida al valor de k L a. Algunas propiedades de las burbujas afectan al valor de k L mientras que otras varían el área interfacial a. Resumiendo puede decirse que las burbujas pequeñas son generalmente beneficiosas sobre la transferencia de oxigeno debido al mayor contenido de gas en el medio y a la mayor área interfacial. Sin embargo, kL para las burbujas menores de 3 mm disminuye por efectos de la superficie. Las burbujas muy pequeñas << mm deben evitarse, especialmente con líquidos viscosos. Inyección del gas, mezcla y propiedades del medio: Es interesante considerar los procesos físicos existentes en los fermentadores y que determinan el tamaño de las burbujas, ya que este es un parámetro critico que afecta a la transferencia de oxígeno. Estos procesos incluyen la formación de la burbuja , la dispersión del gas y la coalescencia. En condiciones de operación típicas de los fermentadores, un aumento en la velocidad del agitador mejora el valor de k L a. Por el contrario, excepto a velocidades muy bajas de inyección de aire, un aumento en el caudal de gas produce generalmente un efecto muy pequeño sobre k L a. Un aumento en el numero de rodetes en el eje del agitador no mejora necesariamente k L a , incluso aunque aumente la potencia utilizada. La cantidad de gas que pasa a través de los rodetes superiores es pequeña en comparación con el inferior, por lo que la dispersión adicional de gas no es significativa. Agentes antiespumantes: La adición de agentes antiespumantes especiales al medio es el método más común de reducir la creación de espuma en los fermentadores. Sin embargo, los agentes antiespumantes afectan a la superficie química de las burbujas y su tendencia a coalescer, por lo que presentan, por lo que presentan un marcado efecto sobre k L a. La mayoría de los agentes antiespumantes son sustancias fuertemente reductoras de la tensión superficial. Sin embargo, esto

se contrarresta por una disminución en la movilidad de la interfase gas-liquido, lo cual disminuye el valor de k L. La variación resultante en la velocidad de transferencia de oxigeno puede ser muy importante ya que incluso puede disminuirse por un factor de 10. Temperatura: La temperatura de las fermentaciones aerobias afecta tanto a la solubilidad del oxigeno CAL como al coeficiente de transferencia de materia k L. Un aumento de temperatura produce una disminución drástica de CAL y, por tanto, de la fuerza impulsora de la transferencia de materia (CAL- CAL). Al mismo tiempo aumenta la difusividad del oxigeno en la película liquida que rodea las burbujas, lo que produce una disminución en k L. Presión de gas y presión parcial de oxígeno: La presión total del gas y la presión parcial del oxigeno utilizados para airear los fermentadores afecta al valor de CAL. La relación de equilibrio entre estos parámetros, para soluciones liquidas diluidas, viene dada por la Ley de Henry: p AG= p T y AG= H C *AL donde p AG es la presión parcial del componente A en el gas, p T la presión total del gas, y AG la fracción molar de A en el gas, H la constante de Henry, que es función de la temperatura, y C *AL, la solubilidad del componente A en el líquido. De la ecuación se deduce que si, a temperatura constante, aumenta la presión total del gas o la concentración de oxigeno en el gas, C *AL y, por tanto, la fuerza impulsora de la transferencia de materia también aumenta. Presencia de células: La transferencia de oxigeno se ve afectada por la presencia de células en los caldos de fermentación. Su efecto sobre la transferencia de oxigeno dependerá del tipo de organismo utilizado, su morfología y su concentración. El valor de k L puede variar ampliamente ya que la concentración de células, sustrato y productos varia durante la fermentación en discontinuo.