Lista de Exercícios Resolvidos - Agitação e Aeração em Reatores Bioquímicos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG DISCIPLINA REATORES BIOQUÍMICOS II LISTA DE EXERCÍCIOS AGITAÇÃO E AERAÇÃO 4 Um fermentador agitado com VL10 m3 DT235 m e com altura de líquido de 235 m é usado para cultivar Trichoderma reesei para a produção de celulase A densidade do fluido de cultura é 1000 kg m3 Uma equação para o coeficiente de transferência de oxigênio em função das variáveis operacionais foi desenvolvida para o caldo de T reesei K La25x10 3 Pg VL 07 Vs 03 onde kLa tem unidades de s1 Pg é a potência sob aeração em W VL é o volume do líquido em m3 e VS é a velocidade superficial do gás em m s1 O fermentador é pulverizado usando uma vazão de gás de 06 vvm O reator é agitado com um único impulsor mas dois projetos alternativos de impulsor uma turbina Rushton e uma turbina de disco de lâmina curva estão disponíveis Ambos os impulsores são dimensionados e operados de modo que seu consumo de energia sem gás seja de 9 kW a Se a perda de potência com gaseificação for de 50 para o Rushton e 5 para a turbina de pás curvas compare os valores kLa obtidos usando cada impulsor b Se a concentração de células for limitada a 15 g L1 usando a turbina Rushton por causa dos efeitos de transferência de massa estime a concentração máxima possível de células com a turbina de disco de lâmina curva 5 Bactérias imobilizadas em partículas de cascalho estão sendo estudadas para biorremediação de bifenilos policlorados PCBs As células são cultivadas em uma solução aquosa de densidade 1000 kgm3 e viscosidade 08 mPa s em um biorreator de 400 litros de diâmetro 08 m O reator é agitado com uma turbina Rushton de diâmetro um terço do diâmetro do tanque posicionada com um impulsor com folga inferior Ci de um quarto do diâmetro do tanque O diâmetro médio das partículas é de 250 μm a densidade do cascalho é de 19 gcm3 e a concentração de partículas é de 15 em peso O biorreator é abastecido com ar a uma vazão de 05 vvm volume de gás por volume de líquido por minuto Se a velocidade do agitador for ajustada de forma que os sólidos fiquem completamente suspensos na solução o gás será completamente disperso Observação usar tabela do S do slide e NJSg do slide da aula UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG DISCIPLINA REATORES BIOQUÍMICOS II ANEXO 01 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG DISCIPLINA REATORES BIOQUÍMICOS II A TURBINA DE PÁ PLANA Np8 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG DISCIPLINA REATORES BIOQUÍMICOS II LISTA DE EXERCÍCIOS AGITAÇÃO E AERAÇÃO 1 P 83 kW 2 a Pg 105 W b P 1627 W 3 a 146 rpm b 12s c 184 rpm d 117s 4 a kLa Rushton 0058 s1 kLa pás 0091 s1 b Xmáx 235 gL 5 Sim Fg de 333 103 m3s é menor que o necessário para a completa dispersão do gás nessa velocidade de agitação