Biorreactor Airlift para aplicaciones biológicas con procesos de transporte mediados por microbur...

1. Abstracto

1.1. Los biorreactores Airlift pueden proporcionar una alternativa atractiva a tanques agitados, particularmente para bioprocesos con reactivos o productos gaseosos. Con frecuencia, sin embargo, son susceptibles de estar limitados por la transferencia de masa gas-líquido y por una mala mezcla de la fase líquida, particularmente cuando están funcionando a altas densidades celulares.

1.2. Agitación transferencia de oxigeno

1.2.1. •Aumenta el área de transferencia de oxígeno por la formación de pequeñas burbujas. •Retarda el escape de burbujas desde el líquido. •Previene la coalescencia de las burbujas de aire. •Disminuye el grosor de la interfase gas/líquido al crear un flujo turbulento.

1.2.2. La agitación como factor de transferencia de masa

1.2.2.1. •Asegurar el suministro de nutrientes a nivel celular •Prevenir la sedimentación •Asegurar la transferencia de gases •Solubilizar componentes menos solubles de los medios

2. Diseño y simulación de biorreactores Airlift

2.1. Los biorreactores están influenciados por la complejidad del medio biológico, esta es una solución multifase que consiste en células y nutrientes en formas sólidas, líquidas y gaseosas. Hay muchas opciones posibles de forma de la configuración del biorreactor, que dependen de varios parámetros.

3. Efecto del tamaño de la burbuja y el posicionamiento del difusor en la penetración de microburbujas y zonas muertas

3.1. La profundidad de penetración influye en la velocidad de transferencia de calor y masa en el reactor, ya que afecta el tiempo de residencia global de las burbujas de gas en el reactor y también el área interfacial total. Los datos de simulación muestran que la profundidad de penetración de las microburbujas aumenta al disminuir el tamaño de las burbujas.

4. Reflejos

4.1. Las microburbujas aumentan la eficacia de la mezcla en los biorreactores de elevación de aire.

4.1.1. La dispersión de la fase gaseosa a lo largo de la ALR se produce al disminuir el tamaño de la burbuja.

4.1.2. La velocidad de deslizamiento de fase disminuye con un tamaño de burbuja más pequeño a medida que disminuye la velocidad de subida de gas.

5. Micro burbuja generada por la oscilación del fluido

5.1. La mejora de las tasas de transferencia de masa y calor en el contacto gas-líquido siempre se ha logrado aumentando el área interfacial entre las fases de gas y líquidas. Debido a su alto costo de mantenimiento y requerimientos de energía, el uso de métodos tradicionales (por ejemplo, tanques agitados) para lograr ciertos objetivos preestablecidos no es económicamente convincente. Sin embargo, este escenario podría cambiar si los sistemas de microburbujas se utilizan en procesos químicos y bioquímicos.