Tesis (Ingeniero Agroindustrial) -- UACh. Departamento de Ingeniería Agroindustrial, 2008

Bibliografía: 89-95

Diversos autores coinciden en que el mezclado es una de las etapas más importantes en la operación de biorreactores y es clave para optimizar su funcionamiento. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el mezclado de un biorreactor agitado por recirculación de líquido y biogas en un tanque de 4.9 L. La caracterización se llevo a cabo utilizando una solución de goma xantana 0.1% (n = 0.49 y k = 0.087) para evaluar patrones de flujo, tiempo de circulación y tiempo de mezclado y agua (η = 0.001 Pa·s) como fluido modelo en el análisis de RTD con base en la metodología de Levenspiel (1986). La velocidad de recirculación del líquido se mantuvo constante a 0.01 vvm y la entrada de aire varió de 0 vvm a 0.05 vvm. Se emplearon trazadores físicos para visualizar patrones de flujo y determinar tiempo de circulación (tc); el tiempo de mezclado (tm) se evaluó con un método térmico. Los resultados mostraron un patrón de flujo semi-ovoide bien definido a velocidades mayores a 0.02 vvm en la zona central del tanque y un pobre mezclado a velocidades menores a 0.008 vvm. Tanto tc como tm presentaron reducción en sus valores a medida que se incremento la velocidad de aeración, por su parte θm disminuye a medida que se incrementa el Fr siguiendo un modelo logarítmico. El análisis de las curvas de RTD muestra un patrón de flujo tendiendo a completamente mezclado con un volumen muerto no mayor a 15%. --

Several authors are agree with mixing is one of the most important stages in bioreactors operation and it is key to optimize its performance. The aim of this work was the mixing characterization of a bioreactor that is stirred by liquid and biogas recirculation in a 4.9 L vessel. Characterization was made with a xanthan gum solution 0.1% (n = 0.49 y k = 0.087) to evaluate flow patterns, circulation time and mixing time, water (η = 0.001 Pa·s) was used as a model fluid in resident time distribution (RTD) analysis with base in Levenspiel’s methodology (Levenspiel, 1986). Liquid recirculation flow rate was kept at 0.01 vvm and air flow rate ranged from 0 vvm to 0.05 vvm. Physics tracers were used for flow pattern visualization and circulation time (tc), mixing time (tm) was measured by a thermal method. Results showed a good defined semi-ovoid flow pattern up to 0.02 vvm in the vessel central zone. Both, tc and tm, showed values decreasing while Froude number (Fr) increased following a logarithmic model. RTD curves analysis showed a completely stirring flow pattern with a dead volume less than 15%.