Abstract

RAFFO-DURAN, J.; FIGUEREDO-CARDERO, A.  and  DUSTET-MENDOZA, J.C.. Características de la hidrodinámica de un biorreactor industrial tipo tanque agitado. Rev. Mex. Ing. Quím [online]. 2014, vol.13, n.3, pp.823-839. ISSN 1665-2738.

Este trabajo se propone el uso de la Dinámica de Fluidos por vía Computacional (DFC) y la experimentación para satisfacer las necesidades del conocimiento sobre los patrones de flujos y de otras magnitudes relacionadas con los mismos en un biorreactor industrial tipo tanque agitado para el cultivo de células animales, obteniéndose información sobre la hidrodinámica mediante la manipulación de los parámetros de operación flujo de aire y velocidad de agitación. Se propone un modelo matemático, usando la herramienta de DFC, obteniéndose con el mismo los campos de velocidades comparables con los informados en la literatura para un biorreactor con la misma geometría que el estudiado. Por la vía experimental fueron determinados el tiempo de mezclado y la distribución de tiempos de residencia (DTR) en la condición de operación del biorreactor (sin usar aireación), obteniéndose un patrón de flujo de mezcla perfecta piara la fase líquida. Además se determinó el tiempo de mezclado mediante la DFC alcanzándose una buena aproximación con el obtenido experimentalmente. Se caracterizó la operación del biorreactor usando aire mediante un diseño experimental factorial 3² y se obtuvo que el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno (K_La) depende de las variables velocidad de agitación (N) y flujo de aire (Qa). Haciendo uso de correlaciones publicadas en la literatura se concluyó que en la condición de operación ocurre el fenómeno de inundación del impelente.

Keywords : biorreactor; tanque agitado; DFC; transferencia de masa gas-líquido; inundación del impelente; dispersión gas-liquido.