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6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

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Bases para la creacion de un bioreactor en continuo

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Page 1: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo
Page 2: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Cultivo continuo

Agitación constante

Suspensión microbiana

Flujo constante (alimentación cte.)

Volumen de operación constante

Permite controla la BM en el reactor

Permite controlar la μ del reactor [S0]

1

3

3

tiempom

tiempom

V

FD

volumen

caudal V

D Tasa a la cual se va a diluir nuestro reactor

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Ecuación de cultivo continuo

XDdt

dX

DXX

XV

FvX

salidaocrecimientdt

dX

Page 4: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Importancia de la tasa de dilución

(1) D> μ: Disminución de BM, aumento [S]

(2) D~μ : Reactor en estado estacionario (matemáticamente hablando)

(3) D < μ: Aumenta BM, disminuye [S]

Page 5: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Tasa de dilución

Controlando la tasa de dilución:

En estado estacionario: Temperatura pH Presión Mezclado

Estabilidad metabólica

Page 6: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Criterios de cultivos continuos

Criterio I: Recirculación de células Sistema abierto No hay recirculación de BM Sistema cerrado Recirculación de BM Criterio 2: Mezclado Homogéneo Suspensión perfectamente mezclada Heterogéneo FPI o consorcio microbiano Criterio 3: Número de etapas Una etapa 1 sólo reactor Múltiples etapas Diferentes reactores

Consideración en quimiostato

Sistema abierto Mezcla homogénea

Una etapa

Page 7: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

THR

THR (tiempo de residencia hidráulica): Tiempo necesario para renovar el cultivo en el reactor. Tiempo mínimo para permitir contacto adecuado entre el sustrato y los microorganismos.

tiempoDF

VTRH

1

Ejemplos

Si F entonces: D; TRH

Page 8: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Variables de respuesta

Nos van a dar información de nuestro proceso

Eficiencia Rendimiento Velocidad de carga y descarga (Q)

tiempo

iónconcentrac

Vop

FvSQ eC 0

)(Velocidad de CARGA

tiempo

iónconcentrac

Vop

FvSQ r

sD )(

Velocidad de DESCARGA

Page 9: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Varibles de respuesta

100xQ

QQ

s

se

Eficiencia carga sustrato

Se

P

s QQ

QY

P

consumidoQ

QY

S

BMBM

Rendimiento de formación de producto Rendimiento de formación de BM

PBMSe QQQQ

100xQ

consumidoQ

e

s

Eficiencia sustrato consumido

Page 10: 6. Ecuaciones y Balances en Reactor Continuo

Cultivo continuo