Biorreactor Air.docx

BIORREACTOR AIR-LIFT Es un reactor para fermentación, en el cual el uso de una corriente de aire es esencial, ungiendo como la fase dispersante en la recirculación de componentes, como las células y el medio dentro del reactor. Es funcional en procesos de carácter aerobio. La forma típica de un Airlift contiene un tubo inyector de aire en el fondo del reactor, por el cual el aire entra a alta velocidad, impulsando el contenido dentro del reactor, generando burbujas en el caldo las cuales suben a la superficie generando una corriente de arrastre en el fluido cercano, provocando un flujo hacia arriba, al llegar el fluido a la superficie pierde la velocidad de arrastre por la liberación de la burbuja, aumentando su densidad, y por gravedad fluye ahora hacia abajo con una mínima concentración de aire disuelto, generando recirculación DESCRIPCION DEL BIORREACTOR AIRLIFT Este tipo de reactor es también identificado como biorreactor de elevación con aire o en rizo. Están comprendidas en 4 zonas distintas, cada una de ellas tiene su propio patrón de flujo, este a su vez consiste en dos secciones interconectadas principalmente por bafle o tubo de draft. Una región es asperjada con gas y es llamada ascendente o riser, donde la dispersión del gas en el líquido se da generalmente en dos fases en dirección paralela. Esta sección retiene la concentración de gas más alta en el reactor y es en esta sección donde ocurre la mayor parte del fenómeno de transferencia de oxígeno.

Estructura interna de un biorreactor tipo Airlift. El líquido que ingresa al domo de la columna entra en una zona de liberación de oxigeno (zona II), que es un separador gas-liquido donde la gran mayoría del oxígeno dispersado es eliminado. El líquido libre de gas fluye hacia la segunda sección que se le conoce como descendente o downcomer y viaja hacia el fondo de la columna (zona IV) completando así el ciclo y reingresando a la zona de ascenso

Zonas de un biorreactor airlift La cantidad de aire necesaria para la reacción biológica es suficiente para actuar como la única fuente de movimiento del líquido (Scragg, 2001). Las características del funcionamiento de los biorreactores Airlift dependen principalmente de la velocidad de inyección del gas y la velocidad de recirculación del líquido En este tipo de reactores, se recomienda el uso de bafles para conseguir la separación de las dos zonas. Debe quedar completamente sellado a las paredes del reactor de manera que no haya forma de paso del líquido o del medio de la sección riser a la downcomer a excepción de la recirculación. En la siguiente tabla, se mencionan algunas características generales del biorreactor tipo Airlift CARACTERÍSTICAS DEL BIORREACTOR AIRLIFT CARACTERISTICA

B. AIRLIFT

RELACION ALTURA/DIAMETRO

Entre 3 y 7

AGITACION

Neumática

FACTORES QUE INFLUYEN FUNCIONAMIENTO

EN

EL Velocidades de inyección del gas y de circulación del líquido.

VENTAJA

Altamente eficiente en energía

DESVENTAJAS

KLa relativamente bajos aunque superiores a la columna de burbujeo

USOS

Cultivo de células bacterianas y levaduras, fermentaciones con hongos, cultivo de células animales y vegetales, tratamiento de aguas residuales.

Entre otras propiedades, las ventajas principales de los biorreactores airlift con respecto a las columnas de burbujas son:    

Mayor capacidad de transferencia de masa. Mayor velocidad superficial de líquido y gas. Riesgo de contaminación bajo debido a su sellado hermético, su orientación vertical facilita su limpieza y esterilización. Control en las condiciones de cultivo.