#Ingeniería #Esterilización #Bioquímica
Una planta industrial produce levadura utilizando un medio de cultivo a base de glucosa. Para este proceso se dispone de un esterilizador continuo tipo inyector y un biorreactor tanque agitado y aireado, equipado con un agitador de paletas planas. Cuatro chicanas y una camisa que usa la pared lateral como superficie de intercambio de calor. El biorreactor se opera en modo continuo en estado estacionario. Quimiostato. El esterilizador se utiliza acoplado al biorreactor de modo de suministrar continuamente el medio esterilizado.
La levadura sigue el modelo cinético de monod y la concentración de oxígeno disuelto critica es el 15% del valor de saturación. Información adicional, La esterilización es dada por un tipo inyector cuya temperatura de esterilización es de 130 grados celsius. La sección de mantenimiento es un caño de acero de 5,08 cm. El largo del esterilizador es 15 metros.
Con respecto a la fermentación.la velocidad de dilución es de 0,2 horas a la menos 1. La concentración de glucosa en el medio de cultivo alimentado al biorreactor 100 gramos sobre litro. Y sub X S , coeficiente de rendimiento de biomasa basado en el consumo de sustrato es 0,15 g/g. Velocidad específica máxima de crecimiento microbiano es de 0,25 horas a la menos 1. Constante del modelo de Monod es de 0,5 gramos por litro. Coeficiente de rendimiento de biomasa vasado en el consumo de oxigeno para el crecimiento celular 1,6 gramos sobre gramos. Msubo, velocidad de consumo de oxígeno para mantenimiento celular es de 0,06 g/gh. Concentración de ocígeno disuelto de saturación de equilibrio es 0,0075 gramos por litro.
Altura del medio de cultivo en el biorreactor es de 2,4 metros. Diametro del tanque es de 1,6 , Diámetro del agitador es 0,5 m.Relación del ancho de chicanas a diametro del agitador es 0,2. Flujo de aire es de 1000 litros sobre minuto. Velocidad de agitación es de 300 rpm. Densidad del medio de cultivo es de 1000 kg sobre metro cúbico. Viscosididad del medio de cultivo es 2,08 por 10 a la menos 4 kg sobre metro segundo. Coeficiente global de transferencia de calor es de 500 Wats sobre metro cuadrado grados celsius. Delta T media entre el medio de cultivo y el medio de enfriamiento es de 12 grados celsius. Y X sub H, coeficiente de rendimiento de biomasa basada en la cantidad de calor generado 1 por 10 a la menos 4 gramos sobre joulio.
Parte A . Evaluar si el nivel de esterilización es aecuado para asegurar un tiempo de operación continua de 6 meses sin contaminación. La contaminación inicial del medio es de 10 a las 6 células por ml y la constante cinética de muerte térmica de microorganismos a 130 grados celsius es de 21 min a la 1. Lo primero que hacemos es un bosquejear el inyector de 15 metros de lonquitud.. El tiempo de operación es 6 meses . y la cantidad inicial de esporas n0 es 10 a la 6 celulas sobre ml. SAbemos que ña velocidad de dilución es flujo de líquido sobre volumen de tanque.Con los datos de velocidad de dilucion volumen de biorreactor hallamos el F o flujo de líquido,iguala a 0,965 metro cubicos sobre hora. Con ese dato, F dividido el área interna de tubo no da la velocidad lineal de pasaje por esa tuberia igual a 476,11 metros por hora igual a0,13 metros sobre segundo Con ese datos hallamos en Reynold dentro de la tubería, densidad por velocidad por diámetro del caó dividido viscosidad. Eso nos da 2,2 por 10 a la 4Con es valor vamos a lgráficos del anexoy hallamos el Dz sobre velocidad diámetro que nos da igual a 0,3. Despejamos el D sub z que nos da 1,9812 por 10 a la menos 3 metros cuadrado por segundo. Con ese D sub Z hallamos el peqlet igual a velocidad lineal por longitud del esterilizador, eso nos da 984,2 mayor a 800 por lo tanto es un flujo pistón.
El volumen esterilizado en 6 meses es 0,905 metros cubicos por hora por 24 horas por día por 30 días por 6 meses iguala 4168,6 métros cúbicos. El número de esperos totales en ese volúmen es 4168,6 metros cúbicos por la concentración de esporas por métro cúbico , en total 4,17 por 10 a la 15 células van a pasar en todo ese proceso. La cantidad de células que van a quedar al final del proceso son N0 por e elevado a la menos constante de muerte por tiempo de residencia dentro del esterilizador. El tiempo de residencia en el esterilizador es 15 metros dividido 0,13 metros por segundo en total 1,92 minutos. En total el número de esporas al final del proceso es 0,012 menor a 1 por lo tanto el nivel de esterilización es adecuado
6 мар 2020
