o
¿Cuál es la diferencia entre flujo laminar y y flujo turbulento?
El flujo lento de fluido representa a un flujo un flujo laminar, laminar, sigue un camino recto y definido, lo que indica que
el
fluido
se
había
traslada
en
capas
paralelas.
En movimientos rápidos las partículas de fluido cruzan y recruzan las líneas de corriente, conformando un movimiento irregular y extendido por toda la sección transversal este movimiento se denomina flujo denomina flujo turbulento turbulento.. o
¿Cómo los esfuerzos de corte se desarrollan en flujo la minar y en el flujo turbulento?
En condiciones iguales y normales se puede encontrar que en flujo turbulento se desarrollan mayores esfuerzos cortantes en los fluidos en comparación con los fluidos con flujo laminar, al igual que las pérdidas de energía mecánica. o
Describe el concepto de númerodeReynolds
Es un numero adimensional que depende depe nde del diámetro, densidad, velocidad ve locidad y viscosidad, utilizado para caracterizar el movimiento de un fluido un fluido en mecánica de fluidos.
Momento o
Define a la viscosidad en términos de la Ley de Newton
Propiedad que afecta el comportamiento del flujo del fluido, relacionada con la resistencia al movimiento con gran efecto en bombeo, mezclado, transferencia de masa y calor y aeración. Determinada relacionando el gradiente de velocidad y el e sfuerzo de corte del flujo del fluido. o
¿Qué son los fluidos Newtonianos y No-Newtonianos?
Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante y son más sencillos de describir, la curva que muestra la relación entre el esfuerzo el esfuerzo o cizalla contra su su velocidad de deformación es lineal. Algunos ejemplos pueden ser, los gases, agua, dispersiones de gas en agua, líquidos de bajo peso molecular y soluciones con compuestos de bajo peso molecular. Los fluidos no newtonianos es aquel fluido cuya viscosidad varía con la tensión cortante que se le aplica, en consecuencia, no tiene un valor de viscosidad definido y constante; por ejemplo, adhesivos, soluciones poliméricas, algunas grasas, mayonesa, pinturas, fluidos biológicos, etc. o
¿Diferencia entre la viscosidad de los fluidos Newtonianos y la viscosidad aparente de os fluidos No-Newtonianos?
La viscosidad de los fluidos Newtonianos representa una propiedad física y la viscosidad aparente depende de la fuerza de cizallamiento ejercida sobre el fluido, para fluidos Newtonianos la viscosidad es igual a la viscosidad aparente, donde la última representará la pendiente en los reogramas.
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¿Por qué es tan importante el mezclado?
Es importante el mezclado debido a que pone en intimo contacto a las especies reaccionantes y asegura la reacción misma. o
¿Cuál es el objetivo de la agitación?
El objetivo de la agitación es proporcionar el oxígeno o componente gaseoso y mantener en suspensión a las células microbianas y homogeneizar el volumen. o
¿Qué es el mezclado?
El mezclado es una operación física que hace al fluido más uniforme eliminando gradientes de concentración, temperatura entre otros. o
¿Qué son los bafles y cuál es su función?
Los deflectores son placas que se colocan en las paredes del tanque agitado con la finalidad de evitar la formación de vórtices, así como mejorar la eficiencia de mezclado. o
¿Cómo se pueden configurar estos bafles en el tanque?
Las configuraciones posibles son anexos a la pared, separados de la pared o separados de la pared con ángulo. o
¿Qué es un impulsor? ¿Cómo se clasifican?
Los impulsores son los dispositivos que generaran el movimiento del fluido pueden ser propalas paletas, hélices etc.
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¿Cuantos patrones de flujo se pueden desarrollar en un tanque agitado sin aireación?
El patrón de flujo puede dividirse en dos a xial y radial. El radial el líquido sale del impulsor hacia los lados del tanque y el axial hacia arriba y abajo del tanque.
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De qué depende los requerimientos de potencia en un sistema mecánicamente agitado
Los requerimientos de potencia en un sistema mecánicamente agitado de penden de: 1. Las características fisicoquímicas del medio a agitar 2. La configuración geométrica del fermentador 3. Del mecanismo por el cual se comunique el movimiento al fluido. o
¿Qué es el número de potencia?
El número de potencia es el coeficiente de resistencia del agitador en el fluido y representa la expresión de la potencia consumida. Caracteriza la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas de viscosidad.
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¿Cómo identificas un régimen laminar, transición o turbulento en un tanque mecánicamente agitado?
El régimen en el cual se presenta el flujo en el tanque se puede observar graficando el número de potencia vs el Reynolds donde para un flujo laminar tiene un comportamiento lineal mientras que para el turbulento se vuelve constante el valor de número de potencia y en el caso del flujo de transición se encuentra entre los dos estados primero mencionados.
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¿Qué son los factores de forma?
Los factores de forma son las relaciones de altura y diámetros que hay en un tanque agitado, estos influyen en el cálculo de potencia.
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¿Cómo estimo la potencia requerida de un sistema mecánicamente agitado?
La potencia requerida se obtiene conociendo el régimen en el cual se encuentra el fluido y despejando la potencia de la definición de número de potencia cuando este valor es conocido. Donde para el caso de tener diferentes configuraciones la potencia se multiplica por el factor de forma.
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¿Cómo estimo la potencia requerida de un sistema mecánicamente agitado con factores de forma distintos a lo estándar?
Se podría usar la correlación de Michel and Miller:
3 = 0.72( .56 ).45
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¿Qué es la potencia específica?
La potencia específica es la potencia nece saria para mover una cantidad de volumen.
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¿Cómo se afecta el número de impulsores a la potencia requerida?
En el caso de haber más de un impulsor la potencia se verá afectada por lo que se deberá multiplicar por el número de impulsores presentes. o
¿Qué es el número de aireación?
El número de aireación es un número a dimensional que relaciona la velocidad aparente del aire a través de una sección sobre la velocidad de agitación.
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¿Qué son los vvm?
El volumen de aire sobre el volumen de m edio por minuto se denota como vvm. o
¿Cómo estimo la potencia gaseada para sistemas mecánicamente agitados?
La potencia gaseada se determina mediante el uso de correlaciones donde se relaciona la potencia gaseada sobre la mecánica no gaseada, la cual es una función del número de aireación.
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¿Cuál es la correlación de Michel y Miller para estimar la potencia gaseada en sistemas mecánicamente agitados?
La correlación de Michel y Miller es
3 = 0.72( .56 ).45
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¿Qué propone la teoría de la Penetración de Higbie?
Si el líquido se encuentra adyacente a la burbuja de aire la transferencia de masa se vuelve en estado transitorio mediante difusión molecular donde la solución al problema matemático es:
= 2 Donde Kl es la transferencia de la película de líquido y o
el tiempo de vida de la burbuja.
¿Qué propone la teoría de la Renovación de la Superficie de Danckwerts?
Dankwerts es para mezclado turbulento donde la transferencia se lleva a cabo en los remolinos y el análisis resulta en Kl es proporcional a constante.
√5
y el tiempo de vida de la burbuja deja de ser
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¿Qué factores afectan la demanda de oxígeno celular?
Los factores que afectan la demanda de oxígeno celular son la especie la fase de crecimiento y la fuente de carbono
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¿Qué es la velocidad específica de consumo de oxígeno?
La velocidad específica de consumo de oxígeno e s la cantidad consumida por célula
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¿Qué entiendes por concentración crítica de oxígeno en cultivos celulares?
La concentración critica de oxigeno es la cantidad mínima requerida para que el microorganismo pueda vivir.
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¿Cuáles son los mecanismos de transferencia de masa (oxígeno) desde una burbuja hasta una célula?
Los mecanismos de transferencia de masa (oxigeno) desde una burbuja hasta una célula son Transferencia del interior de la burbuja a la interface después pasa de la interface y por difusión pasa a la película del líquido y se transporta hasta la película de líquido que rodea a la célula y ahí se transfiere por difusión
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¿Cuál es la mayor resistencia a la transferencia de masa del sistema airelíquido?
La mayor resistencia es pasar de la fase del gas a la fase del líquido.
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¿Cómo afecta el tamaño de burbuja a la transferencia de oxígeno?
El tamaño de la burbuja afecta la t ransferencia de masa ya que entre menor sea su tamaño menor será el valor de kla. o
¿Qué entiendes por inundación del impulsor?
La inundación del impulsor ser refiere a que la cantidad de gas inyectado es mayor a la cual el impulsor tiene la capacidad de distribuir en el tanque. o
¿Cómo afecta la temperatura a la transferencia de oxígeno?
La temperatura afecta la transferencia ya que afecta la solubilidad del aire y además cam bia el valor de kl.
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¿Cómo puedes determinar kLa?
El kla se puede determinar mediante el uso de correlaciones o experimentalmente por distintos métodos que pueden ser directos o indirectos.
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¿Cuáles son métodos de medición?
Existen dos tipos de métodos de medición los indirectos son oxidación de sulfito y la técnica de eliminación de gas y los métodos directos están e l balance de oxígeno y la técnica dinámica. o
¿Cuál es la ecuación que debo de conocer para usar cualquier método de medición? La ecuación fundamental para conocer la medición mencionada está dada por:
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¿Qué es flujo de calor?
El flujo de calor es la cantidad de calor que se transfiere de un punto a otro. o
¿Cómo se relaciona con la velocidad de Transferencia de calor?
La velocidad de se define como una constante que depende del material o medio por donde se conduce y se relaciona como una constante de proporcionalidad. o
¿Cómo se distinguen entre si los mecanismos de transferencia de calor?
Se pueden tener diferentes mecanismos de transferencia de calor, sucede mediante 3 formas radiación, convección y conducción. La conducción es la transferencia en una misma fase la convección entre dos fases diferentes y la radiación es el calor autogenerado. o
¿Cuál es el mecanismo físico de conducción de calor en un sólido, un líquido y un gas?
En el mecanismo de conducción los átomos que se encuentran en la parte más caliente se empiezan a evitar chocando con los demás produciendo que estos tam bién se exciten. o
¿En que difiere la conducción de calor de la convección?
A diferencia de la conducción la convección el c alor se transfiere de una fase solida a una liquida o gaseosa y viceversa. o
¿Cuáles son las diferencias entre convección forzada y natural?
La convección libre
el movimiento es debido a una diferencia de densidades causada por la
temperatura que varía y la forzada e l fluido es forzado a fluir mediante medios externos. o
¿Cómo varía la conductividad térmica de los gases, sólidos y líquidos con la temperatura?
El valor de la conductividad es una constante específica para cada material.
Equipos de transferencia de calor en Biorreactores o
¿Qué es un intercambiador de calor?
Un intercambiador de calor es un dispositivo q facilita el intercambio de calor entre dos fluidos a diferente temperatura sin que estos se mezclen entre sí. o
¿Qué es el coeficiente global de transferencia de calor?
El coeficiente de transferencia global es el inverso de todas las resistencias que hay a la transferenc ia térmica. o
¿Qué es la LMTD?
Significa una diferencia de temperatura media logarítmica la cual depende de la configuración del intercambiador y se define como:
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¿Cuáles son las operaciones más comunes de transferencia de calor en biorreactores?
Las operaciones más comunes donde se usan intercambiadores son esterilización y control de la temperatura en el reactor. o
¿Cuáles son las configuraciones de los intercambiadores de cal or en los biorreactores?
Los intercambiadores más comunes son de camisa de enfriamiento serpentín externo e interno deflector tipo serpentín e intercambiador externo. o
¿Qué relación hay entre la transferencia de calor, la agitación y la concentración celular?
La relación entre transferencia de calor concentración celular y agitación es que el metabolismo celular es la mayor fuente de calor dentro del reactor y la capacidad del sistema para eliminar el calor se vincula a la máxima concentración de células dentro suponiendo que el calor disipado por agitación o efecto de enfriamiento por evaporación son desprec iables.
