Determinación de modelos para la predicción de los coeficientes volumétricos de transferencia de masa (Kla) oxígeno-medio de cultivo en biorreactores tipo tanque agitado - Quirós Fournier, José Pablo 1987- (2014)
El presente trabajo tiene como objetivo el estudio del fenómeno de transferencia de oxígeno del aire a caldos de cultivo en biorreactores tipo tanque agitado. Específicamente, se busca determinar el coeficiente volumétrico de transferencia de masa (kLa) bajo distintas condiciones de operación. Posteriormente, con los datos obtenidos se pretende realizar una regresión a modelos de predicción que permitan en investigaciones futuras calcular a priori un valor de este parámetro conociendo cuáles son las condiciones de operación. La investigación se llevó a cabo con los biorreactores con capacidad de 7 L y con los de 70 L del Centro Nacional de Innovaciones Biotecnológicas (CENIBiot). En el biorreactor de 7 L se analizaron 3 niveles de agitación (100, 250 y 400 RPM), 3 niveles de aireación (2, 4 y 8 LPM) y 3 arreglos de impulsores (2R, MR y 2M; R siendo turbina Rushton y M hélice marina). Para simular el comportamiento reológico de los caldos de cultivo se trabajó con una disolución al 0,2 % de goma xantán en agua. Esta disolución posee un comportamiento pseudoplástico análogo a un caldo de cultivo de hongos completamente desarrollado. Se determinó el valor de kLa por medio del método dinámico, utilizando nitrógeno como gas de lavado y aire como el gas portador de oxígeno. Con un sensor de oxígeno disuelto se tomaron datos cada 10 s desde una concentración cercana al 0% y hasta que se alcanzaba un nivel cercano a la saturación de 100%. A estos datos de oxígeno disuelto en función del tiempo se les hizo un tratamiento sencillo y se les graficó en función del tiempo para obtener el valor de kLa como la pendiente de dicha gráfica. Cuando se obtuvieron los valores del kLa en el nivel de 7 L, por medio de un escalamiento de velocidad de punta se trabajó en los biorreactores de 70 L. En el biorreactor de 70 L se analizaron 4 niveles de agitación (referidos en velocidad de punta deñ impulsor como 31,5; 78,5; 25,7 y 179,1 cm/s)...