Para diseñar un biorreactor, algunos objetivos tienen que ser definidas. Las decisiones tomadas en el diseño del biorreactor puede tener un im pacto significativo en el rendimiento general del proceso. El conocimiento de la cinética de la reacción es esencial para la comprensión de cómo un reactor biológico funciona. Otras áreas de ingeniería de bioprocesos, tales como balances de masa y energía, mezcla, También se requiere la transferencia de mate ria y transmisión de calor. El biorreactor es el corazón cor azón de cualquier proceso bioquímico en el que las enzimas, microbiano, mamíferos o sistemas de células de planta se utilizan para la fabricación de una amplia gama de utilidad biológica productos. El rendimiento de cualquier biorreactor depende de muchas funciones, tales como los enumerados a continuación:
Hay tres grupos de biorreactor act ualmente en uso para la producción industrial: 1. No se agita, el sistema no aireado: alrededor del 70% de los biorreactores están en esta categoría. 2. No agitado, sistema aireado: alrededor del 10% de los biorreactores. 3. Agitado y aireado sistemas: alrededor del 20% de los biorreactores en la operación ope ración industrial. No agitada, vasos gaseosas se utilizan en el proceso para los productos tradicionales tales como vino, cerveza y la producción de queso. La mayoría de los bioprocesos recientemente encontradas requieren el crecimiento microbiano en un sistema aireado y agitado. La distribución porcentual de los vasos gaseosas y agitados para aplicaciones de biorreactores se muestra e n la Tabla 6.1. Las actuaciones de diversos biorreactor sistemas se comparan en la Tabla 6.2. Dado que e stos procesos están controlados cinéticamente, el transporte fenómenos son de menor importancia. No se agita, los buques no gaseosas se utilizan para los productos tradicionales como el vino, la cerveza y el
queso. La mayoría de los nuevos productos requieren el crec imiento de microorganismos en el aireado, agitado vasos. ANTECEDENTES DE BIORREACTORES La función principal de un biorreactor diseñado adecuadamente es proporcionar un entorno controlado para lograr un crecimiento óptimo y / o la formación de producto en el sistema celular particular empleado . Con frecuencia, el término " ferme ntación " se utiliza en la literatura en e l sentido de " biorreactor " .1-3 El rendimiento de cualquier biorreactor depende de muchas funciones , incluyendo: • La concentración de biomasa debe permanecer lo suficientemente alto como para mostrar un
alto rendimiento. • Condiciones estériles deben mantenerse para el sistema de cultivo puro. • Se requiere una agitación eficaz para la distribución uniforme del sustrato y los microbios en el
volumen de trabajo del biorreactor . • se necesita transferencia de calor para operar el biorreactor a temperatura constante , como la
deseada temperatura de crecimiento microbiano óptimo . • Creación de las condiciones de corte correctos . Alta tasa de cizalladura puede ser perjudicial
para el organismo y alterar la pared celular ; bajo cizallamiento también puede ser indeseable debido a la floculación no deseado y la agregación de las células , o incluso el crecimiento de bacterias en la pared del reactor y el agitador TIPO DE BIORREACTOR Biorreactores aerobios se clasifican en cuatro c ategorías, dependiendo de cómo es el gas distribuida. • reactor de tanque agitado : e l tipo más común de biorreactor utilizado en la industria . Un
proyecto es equipada, que proporciona un patrón de circulación definida . • biorreactor ciclo de presión puente aé reo : el gas se hace circular por medio de aire a presión.
• biorreactor continuo: un tipo modificado de sistema de transporte aéreo en el que una bomba
transporta el aire y líquido a través del recipiente . • Sistema de inmovilizado : el aire circula a t ravés de una película de microorganismos que crece
en un sólido superficie . En un biorreactor inmovilizados , biocatalizadores de partículas para la producción de enzimas y la conversión de la penicilina a ácido 6 - aminopenicilánico se utilizan . • Lecho fluidizado : cuando lechos de relleno son operados en modo de flujo ascendente , el lecho
se expande a gran se evitan canalización y la obstrucción de la cama ; las tasas de flujo . Aplicación normal es de aguas residuales el tratamiento y la producción de vinagre . • lecho de goteo : otra variación del lecho de relleno , e l líquido se pulveriza sobre la parte superior de la empaquetadura
y se escurre hacia abajo a través del lecho . El aire se introduce en la base , porque el líquido no es continua a lo largo de la columna , por lo que el aire se mueve fácilmente alrededor de la empaquetadura. Este tipo de biorreactor es ampliamente utilizado para el tratamiento aeróbico de aguas residuales . • Fed -batch reactor de mezcla : a partir de una solución relativamente diluida de sustrato esto
proporciona control sobre la concentración de sustrato . Se evitan las altas tasas de . Lote Fed se utiliza para panadería levadura para superar la represión catabólica y para contro lar la demanda de oxígeno . También se utiliza rutinariamente para la producción de penicilina . • reactor de mezcla por lotes: Hay tres principales modos de operación del biorreactor : ( a) por lotes ;
( b ) lote alimentado , ( c ) continua. Biorreactores industriales pueden soportar hasta 3 atmósferas de presión positiva. grandes fermentadores están equipadas con un visor de vidrio vertical de encendido para la inspección de los contenidos del reactor. partes laterales
para pH, sensores de oxígeno disuelto y la tem peratura son un requisito mínimo. Un vapor se proporciona la esterilización puerto de la muestra. Agitadores mec ánicos se instalan en la parte superior o inferior del tanque para el mezclado adecuado. Elección de la estrategia de operación tiene un efecto significativo sobre la conversión de sustrato, producto la susceptibilidad a la contaminación y la fiabilidad del proceso.
donde Rp es la tasa de formación de producto y? rs es la tasa de consumo de sustrato. El énfasis del diseño de esta sección será en biorreactores de tanque agitado, que son los tipo más común usado comercialmente en muchas industrias de bioprocesos. 6.3.1 Los biorreactores de transporte aéreo En un fermentador de transporte aéreo, la mezcla se lleva a cabo sin ninguna agitación mecánica. puente aéreo biorreactores se utilizan para el cultivo de te jidos debido a que los tejidos son de mezcla sensible y normal de cizallamiento no es posible. Hay muchas formas de biorreactor de transporte aéreo. En la forma habitual, el aire se introduce en la parte inferior de un tubo de aspiración central a través de un anillo rociador, por lo que la reducción de la densidad aparente del líquido en el tubo en relación con el espacio anular dentro del biorreactor. El flujo pasa a hacia arriba a través del tubo de aspiración para el espacio de cabeza del biorreactor , donde el exceso de aire y el subproducto , CO2, desenganchar . El líquido desgasificado luego fluye por el espacio anular exterior el proyecto a la parte inferior del biorreactor . El enfriamiento puede ser proporcionado por cualquiera de hacer que el proyecto tubo de un intercambiador de calor interno o con un intercambiador de calor en un circuito de recirculación externo . Las ventajas de biorreactor de transporte aéreo son: 1 . En bajo cizallamiento , hay baja de mezcla que significa que el biorreactor se puede utilizar para el cultivo
células vegetales y animales . 2 . Puesto que no hay agitación , la esterilidad se mantiene fácilmente . 3 . En un recipiente grande , la altura del líquido puede ser tan alta c omo 60 m , la presión en la parte inferior de el buque va a aumentar la solubilidad de oxígeno , y el valor de KLa aumentará . 4 . Extremadamente grandes vasos pueden ser construidos . En una sola planta de proteína de la célula , el reactor tenía un volumen total de 2300m3 ( una columna de diámetro 7m y la altura 60m con un reactor volumen de trabajo de 1560m3 ) . Además, en este reactor los microorganismos fueron crecido en metanol para SCP , la reacción bioquímica que resulta en un calor extremadamente grande liberación . No fue posible eliminar un alto calor tales exotérmico de la reacción con una convencional diseño de tanque agitado . En aplicaciones de biorreactor de transporte aéreo hay varios tipos de fermentador. El más común biorreactores de transporte aéreo son de ciclos de presión, interna y bioreactores de bucle externos. 6.3.2 Operaciones de transporte aéreo biorreactores ciclo de presión El gas se hace circular por medio de aire a presión. En los biorreactores de transporte aéreo, la circulación es causada por el movimiento del gas inyectado a través de un tubo central, con recirculación de fluido a través del anillo entre el tubo y la torre o viceversa. La figura 6.1 muestra un biorreactor puente aéreo con un ciclo de bucle interno de flujo de fluido. 6.3.3 Loop biorreactor Un tipo modificado de sistema de transporte aéreo c on los patrones de flujo de gas y líquido en el que unos medios de transporte de la bomba el aire y el líquido a través del recipiente. Aquí, se utiliza un bucle exte rno, con una mecánica la bomba para extraer el líquido. Gas y líquido distribuido se inyectan en la torre a través de una boquilla. La figura 6.2 muestra un biorreactor puente aéreo que opera con una bomba de r ecirculación externa.
BIORREACTORES tanque agitado El biorreactor más importante para la aplicación industrial es el r ecipiente de mezcla convencional, que tiene la doble ventaja de bajos costos de capital y de operación. La Figura 6.3 es un diagrama esquemático de un reactor de este tipo. Los buques para los experimentos de laboratorio de volumen hasta 20 litros son de vidrio. Para volúmenes más grandes, la c onstrucción está hecha de acero inoxidable. la relación altura: diámetro del vaso puede variar 02:01-06:01, de pendiendo en gran medida de la cantidad de calor que ser eliminado, y el agitador puede ser de arriba o de abajo impulsada. Todos los tanques están equipados con deflectores, que impiden un gran vórtice c entral está formando, así como mejorarmezclar. Cuatro deflectores se utilizan para los buques de menos de 3 metros de diámetro, y de seis a ocho deflectores se utilizan en los buques más grandes. La anchura del deflector es por lo general entre T/10 y T/12, en que T es el diameter.4 tanque, 5 Altura del recipiente y el diámetro: El diámetro del tanque, Dtank es menos de 3 m, cuatro deflectores de 6-8 pulgadas pueden prevenir un vórtice central. Típicamente, el 75% del volumen diseñado se utiliza como el volumen de trabajo, en un recipiente de fermentación aproximadamente el 75% del volumen total CSTR se llena de líquido, el restante 25% se utiliza para espacio de gas. S i tiene lugar la formación de espuma, no hay ninguna posibilidad de contaminación inmediata. Si la altura del depósito es igual al diámetro (? D H), un agitador es suficiente. Si la altura del depósito es dos vece s el diámetro (? 2D H) o más, conjuntos adicionales de agitadores debe ser montado en el eje, separados por una distancia w. La instalación de varios conjuntos de impulsores mejora la mezcla y la transferencia de masa. Rociadores siempre deben estar ubicadas cerca del fondo del recipiente con una distancia Di / 2 a continuación el agitador, donde Di es el diámetro de
los impulsores. Entrada de energía por unidad de volumen de recipiente de fermentación de un fermentador normal, debe ser mayor que 100W/m3, y la velocidad punta del impulsor (PNDI) debe ser mayor que 1,5 m / s. Vamos a definir un número adimensional que se conoce como el número de Froude, Fr, el valor del número adimensional indicado tiene que ser mayor que 0,1: Alta agitación y aireación causan grandes problemas tales como la formación de espuma , lo que puede dar lugar la fermentación buque a la contaminación desconocida . Antiespumante no puede ser siempre añadido para la reducción de espuma : que puede tener efectos inhibitorios sobre el crecimiento de microorganismos , por lo que el más simple dispositivos tienen rastrillos montado en el eje agitador y localizadas en la superficie del fluido . Si la eliminación de calor es un problema , ya que puede ser en grandes biorreactores mayores de 100m3 , hasta 12 deflectores pueden ser usados , a través del cual pasa el refrigerante . La consideración cuidadosa debe ser dada a agitador diseño dentro de un biorreactor , ya que controla el funcionamiento del biorreactor . El tipo más común de agitador utilizado es la turbina de disco de cuatro palas . Sin embargo , investigación sobre la hidrodinámica del sistema ha demostrado que otros agitadores de turbina de disco con 12, 18 o cuchillas cóncavas tienen ventajas . Muchas investigaciones se han realizado en sistemas de gas / líquido sin sólidos presentes y donde la cizalladura no es un problema . En los sistemas que son sensibles al cizallamiento y donde los sólidos son Actualmente, existen ventajas en el uso de una turbina con álabes inclinados . El número de agitadores montado en el árbol dependerá de la altura del líquido en el recipiente . Para la e specificación del número correcto de agitadores en el eje , la altura del líquido en el recipiente debe sea igual al diámetro del tanque , se requiere un agitador , y si la altura del líquido es de dos o t res veces el diámetro del tanque ( ? 2T o 3T H ) , agitadores adicionales se deben montar en el
eje , separados por una distancia W ; entonces w T, donde T repre senta el diámetro del tanque ? . Instalación de múltiples conjuntos de impulsores mejora la mezcla y me jora la transferencia de masa. Se requiere una alta turbulencia para el mezclado eficaz ; este es creado por el campo de vórtice que formas detrás de las hojas . Para todo el gas fluya a través de esta región que debe entrar en el recipiente de cerca de y preferiblemente por debajo de la del disco , por lo que se recomienda que los rociadores siempre debe estar más cerca , sobre una distancia de Di / 2 por debajo del agitador, donde D i es el diámetro del impulsor . a fuerza centrífuga se basará el gas en el sistema, lo que asegura que la turbulencia suficiente se crea. Para esto, se requiere una entrada de potencia mayor que 100 W/m3 desde el agitador. 6 Por otra parte, una velocidad punta (? NDI) superior a 1,5 m / seg o un número de Froude (N2Di / g) mayor que 0,1 se utilizan a menudo, donde N es la velocidad del agitador en Hz, y g es gravitacional aceleración en m/s2. El diseño del dispositivo de entrada de gas es de importancia secundaria para la captura y la dispersión del gas por el agitador. Para la transferencia de masa eficiente, un anillo de or ificios múltiples rociador se utiliza generalmente con un diámetro de salida de gas de 3Di / 4. Sin embargo, es sólo ligeramente mejor que un único rociado-tubo abierto situado bajo el disco. La formación de espuma es a menudo un problema e n los sistemas aireados a gran escala. Antiespumante no siempre puede ser añadido para la reducción de la espuma, ya que puede inhibir el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, hay varios métodos mecánicos mediante el c ual la espuma se puede romper. Los dispositivos más simples tienen rastrillos montados en el eje del agitador situado e n la superficie de la
líquido. Un dispositivo más sofisticado es el " sistema de Funda - espuma " , en la que se destruye la espuma por las fuerzas centrífugas . La solución de nutrientes que tuvo lugar en la espuma fluye de nuevo en el biorreactor , y el aire liberado de la espuma abandona el recipiente . Debe haber un número mínimo de aperturas e n el biorreactor para que la esterilidad puede ser mantenido. Las pequeñas aberturas deben hacerse a prueba de fugas con una junta tórica y aberturas más grandes equipado con juntas . Una de las áreas más difíciles de sellar con eficacia es el punto donde el eje del agitador pasa al interior del recipiente ; aquí un cierre mec ánico doble debe instalarse . si posible las articulaciones de todos las partes conectadas dentro del recipiente estéril , así como todas las tuberías tanto dentro como fuera del biorreactor debe soldar. No debe haber ningún daño directo conexión entre la zona no estéril y estéril , es decir, dispositivos de muestreo y la inyección puertos deben ser alojados en los cier res de vapor de esterilización. BURBUJA COLUMNA FERMENTADOR Para la producción de levadura de panadería, de cerveza y vinagre, se utilizan fermentadores de columna de burbujas. También se utilizan a menudo para la aireación y e l tratamiento suficiente de las aguas residuales. En el diseño un biorreactor tales, la altura del líquido a diámetro del tanque (H: D) es aproximadamente 2:1, una relación común H: D también es aproximadamente 3:1, y e n la producción de levadura de panadero la proporción de H: D es 06:01. En la burbuja La hidrodinámica y columnas de transferencia de masa dependen del tamaño de las burbujas y cómo que se liberan desde el rociador. La veloc idad del líquido hacia arriba en el centro de la columna, para el rango de diámetro de la columna 10 cm a 7,5 m (0,1? D? 7,5 m) y la velocidad superficial del gas está en el rango de 0? Ugas? 0,4 m/s.7 La velocidad del líquido se c orrelaciona en el siguiente ecuación: BIORREACTORES AIRLIFT
En un fermentador de transporte aéreo , la mezcla se lleva a cabo sin ninguna agitación mecánica . Un puente aéreo fermentador se utiliza para el cultivo de te jidos, ya que los tejidos son de mezc la sensible y normal de cizallamiento no es posible. Con el puente aéreo, debido a que los niveles de corte son significativamente más bajos que en recipientes de agitación , que es adecuado para el cultivo de tejidos . El gas se burbujea sólo hasta la parte de la la sección transversal del vaso llamado el tubo ascendente . El gas se levantó , la densidad del fluido disminuye haciendo que el líquido en el elevador se mueva hacia arriba y e l líquido sin burbujas a circular por el down -comer . El líquido circula en reactores de puente aéreo como resultado de la diferencia de densidad entre el tubo ascendente y abajo -comer . Hay muchas formas de biorreactor de transporte aéreo . En la forma habitual , el air e se introduce en la parte inferior de un tubo de aspiración central a través de un anillo rociador , por lo que la reducción de la densidad aparente del líquido en el tubo en relación con el espacio anular dentro del biorreactor . El flujo pasa a t ravés de el tubo de aspiración para el espacio de cabeza del biorreactor , donde e l exceso de aire y el subproducto , CO2, se desenganchan . El líquido desgasificado luego fluye por el espacio anular al margen del proyecto a la parte inferior del biorreactor . En general, los biorreactores de transporte aéreo tienen las siguientes características: • Recipientes interna de bucle • Proyecto de tubos • Lazo externo o bucle externo
El deber de enfriamiento puede ser proporcionado por cualquiera de hacer que el tubo de aspiración de un intercambiador de calor interno o con un intercambiador de calor en un circuito de circulación externa. El coeficiente de transferencia de masa de Fermentador puente aéreo bucle externo se estima como: 8
La altura de los reactores de transporte aéreo es típicamente alrededor de 10 veces el diámetro de la columna ( ? 10D H ) . Para los sistemas de aguas profundas del eje la relación de H : D es aproximadamente 100. Para grandes fermentadores ( 500m3 ), una burbuja la columna es una opción atractiva , porque es simple y barata de operar . Las principales desventajas de los reactores de transporte aéreo son : 1 . Alto costo de capital, con los barcos de gran escala. 2 . Los altos costos de la energía. Aunque no se requiere un ag itador , un mayor caudal de aire es necesario , y el aire tiene que estar a una presión más alta , particularmente a gran escala . Además, la eficiencia de compresión de gas es baja. 3 . Como los microorganismos circulan a través del biorreacto r , las condiciones cambian , y es imposible mantener niveles consistentes de fuente de carbono , nutrientes y oxígeno a través el recipiente . 4 . La separación de gas del líquido no es muy eficiente cuando la espuma está presente . En el diseño de un biorreactor de transporte aé reo , estas desventajas tiene que ser minimizado. Si la alimentación viene en en una sola ubicación , el organismo podría experimentar ciclos continuos de alto crecimiento , seguido por el hambre . Esto daría lugar a la producción de subproductos indeseables subproductos, los bajos rendimientos y altas tasas de mortalidad. Por lo tanto , partic ularmente a gran escala , deben utilizarse múltiples puntos de alimentación . Del mismo modo , el aire debe ser admitido en varios puntos hasta la columna. Sin embargo , el aire debe entrar principalmente de la parte inferior para hacer circular el fluido a través del reactor . TRANSFERENCIA DE CALOR La temperatura en un recipiente puede ser controlado mediante la eliminación de calor por medio de agua circulante través de una camisa en el exterior del recipiente y / o haciendo pasar el agua a través de hueco
deflectores situado en el recipiente. Con un biorreactor de transporte aéreo que el calor puede ser retirado a través de la proyecto tubo hueco. La velocidad a la que se transfiere el calor está dada por: (6.7.1) donde Q es el calor transferido en W, U es el coeficiente global de transferencia de calor en W/m2? K, A es el superficie para la transferencia de calor en m2, y T es la diferencia de temperatura entre los medios de comunicación y agua de refrigeración en K. El coeficiente U representa la conductividad del sistema, el cual depende de la geometría del sistema, las propiedades del fluido, la velocidad de flujo, material de la pared y el espesor. La resistencia general a la transferencia de calor es el recíproco del coeficiente global de transferencia de calor. Se define como la suma de las resistencias individuales de transferencia de calor en forma de calor pasa de un fluido a otro , y puede ser escrito como : ( 6.7.2 ) donde , ho es el coeficiente de película exterior, hi es el coeficiente de película interior, hof es el exterior ensuciamiento coeficiente de película , hif es el ensuciamiento interior coeficiente de película , hw es la transferencia de calor de la pared coeficiente (que es k / x ) , k es la conductividad térmica de la pared , y x es el espesor de la pared en m . Las unidades para todos los coe ficientes de película son W/m2 ? K. Esta e cuación es aplicable para todos los casos excepto un tubo de pared gruesa , donde un factor de corrección tiene que ser utilizado . El exterior y el interior coeficientes de película se pueden evaluar a partir de correlaciones semi - empíricas de la siguiente forma : ( 6.7.3 ) donde Nu es el número de Nusselt , la relación de convección a los c oeficientes de transferencia de calor conductiva . Los términos K, A y B son constantes . Re es el número de Reynolds , que es la relación de inercial sobre las fuerzas viscosas , y Pr es el número de Prandtl , que es la relación de cinemática
viscosidad sobre la difusividad térmica : ( 6.7.4 ) ( 6.7.5 ) ( 6.7.6 ) donde Dt es el diámetro del vaso , Di es el diámetro del impulsor , todo en m ; r es la densidad en kg ? m ? 3 , m es la viscosidad en kg / m ? s, n la viscosidad cinemática en m2 / s , k es la conductividad térmica en W ? m ? 1 ? K? 1 , h es el coeficiente de transferencia de calor por convección en W ? m ? 2 ? K? 1 , Cp es el calor específico en J ? kg ? 1 ? K ? 1 , A es la difusividad térmica en m2 ? s ? 1 , V es la velocidad en m ? s ? 1 y N es la velocidad del impulsor en Hz . La ecuación anterior se aplica a condiciones turbulentas para fluidos newtonianos . En los biorreactores de tanque agitado , condiciones que normalmente son turbulentos alcanzado . Sin embargo , puede producirse un comportamiento no newtoniano , especialmente si pasan polisacáridos en el caldo . Un amplio estudio de la literatura de las correlaciones de transferencia de calor para ambos Sistemas monofásicos newtonianos y no - newtonianos se ha hecho por muchos investigadores . Ellos han demostrado que para atracos de menos del 15% , las tasas de transferencia de calor con la adición de gas están muy cerca de los valores obtenidos sin addition.8 gas, 9 Gas atraco se define como el volumen de gas en el recipiente por el volumen del depósito , y puede ser calculado a partir de la ecuación donde Pg es la potencia consumida por el líquido gasificado en W, VL es el volumen de líquido sin gaseo, ns es la velocidad superficial del gas en m / s y K es una constante. Otras correlaciones para retención de gas son define en la literature.10, 11 El cálculo de los coeficientes de película de transferencia de calor en un biorreactor air-lift es más compleja,
como pequeños reactores pueden funcionar bajo condiciones de flujo laminar, mientras que los buques de gran escala operar bajo condiciones de flujo turbulento. Se ha encontrado que bajo condiciones de flujo laminar, los caldos de fermentación muestran un comportamiento no newtoniano, por lo que el coeficiente de transferencia de calor se puede evaluar con una forma modificada de la ec uación conocida como la de Graetz-Leveque ecuación: 9 donde d es la corrección para e l comportamiento no newtoniano igual a (3n? 1) / 4n, e n donde n es el flujo índice de comportamiento del fluido de ley de potencia. Gz es el número de Graetz, un número adimensional relacionados de caudal másico, capacidad calorífica y conductora coeficiente de transferencia de calor. donde m • es la tasa de flujo de masa de fluido a través del tubo en kg / s , y Cp es el calor específico en J / kg
K , k es la conductividad térmica en W / m ? K , y L es la longitud a lo largo del tubo en m . Esta ecuación se aplica con mayor precisión en las etapas iniciales del biorreactor. En etapas posteriores de crecimiento Xanthmonas campestris , el valor de los coeficientes de película eran hasta un 45 % me nor de lo previsto por la ecuación de Graetz - Leveque , debido a la suciedad de la superficie de transferencia de calor . Sin embargo , con Aspergillus niger , valores de hasta cuatro veces las predichas por la forma no - newtoniana de la ecuación de Graetz - Leveque se observaron . La mejora se encontró que era dependiente sobre la concentración celular y la morfología de los microorganismos , y fue probablemente debido a la aumento de la turbulencia de la capa límite causado por los agregados de micelio . El coeficiente global de transferencia de calor depende de la velocidad de agitación en el recipiente , el rendimiento del líquido y de gas en un biorreactor de transporte aéreo y de la velocidad de circulación de agua de enfriamiento en la chaqueta. El valor esperado del coeficiente global de transferencia de calor que incluye todas las resistencias
para un sistema no - ensuciamiento debe estar e n el rango de 500-1500 W ? m ? 2 ? K ? 1 . En caso de cualquier problema , por ejemplo, células de plantas , que son sensibles al cizallamiento de la turbulencia lado recipiente de animales y tiene que ser reducida ; en consecuencia, el coeficiente de transferencia de calor será reducida . En tales casos, la transferencia de calor aumentarán sólo proporcionando una mayor área de transferencia de calor . El adicional A es el factor de proporcionalidad. Cuando el calor total transferido tiene que ser calc ulado, el poder del agitador debe incluirse, porque una cantidad considerable de ener gía se convierte en de calor en el recipiente. Las pequeñas diferencias de temperatura, T, en un biorreactor son por lo general fácilmente estabilizados, a menos se utiliza agua de refrigeración refrigerado, lo que significa que el producto de la transfere ncia de calor global coeficiente y el área de transferencia de calor, 'UA', tiene que ser grande. Por lo tanto, el área de transferencia de calor puede ser maximizado por tener agua de refrigeración en los deflectores, así como en la chaqueta de la biorreactor.
