4-kla

7/23/2019 4-KLa

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EJERCICIOS DE BIOINGENIERIA

DETERMINACIÓN DE K La

1. En un fermentador de 3 L se determinó K La por medio de la técnica de sulfito. Se empleóuna solución 0.25 M y se tomaron nuestras a diferentes tiempos durante 35 min. Laconcentración de Na2SO3 residual se muestra en la siuiente ta!la.

t (min) 0 3 " #$ 2# 2% 35

Na2SO3 (M) 0.25 0.195 0.183 0.168 0.123 0.09 0.03&onsidere 'ue la concentración de o()eno en el e'uili!rio es de 0.3 mM. &alcule el K La en *+#

2. Se desea determinar el ,La de un fermentador de 50 L- con un cultio S. serevicea- deacuerdo al procedimiento siuiente/ la alimentación de aire fue cerrada al tiempo cero- despuésde 3 min la aireación fue reiniciada. La concentración de S. serevicea se mantuo constante en3ml durante este periodo.Los datos de concentración de o()eno disuelto en el medio medido son los siuientes/

t

(seg)

saturación

del sensor

t (seg) saturación

del sensor

0 92 200 13

15 89 220 3530 85 20 8

5 !9 260 5!

60 6! 280 69

!5 55 300 !8

90 9 320 83

115 2 30 8!

130 3! 380 89

15 22 20 91

160 15 0 92

3

. Se determinó el ,La de un fermentador de la!oratorio de #0 L de acuerdo al procedimientosiuiente/ la alimentación de aire fue cerrada al tiempo cero y se !ur!u1eo una corriente denitróeno en la superficie del medio. Los datos de concentración de o()eno disuelto en elmedio medido son los siuientes/

t se 4espuesta del sensor saturación


0 %0 200 $.#

20 %# 220 $.3

$0 %0 2$0 #2

60 63 260 2"

%0 5# 2%0 $3

#00 $" 300 57

#20 3% 320 63

#$0 25 3$0 "##60 #5 3%0 %3

#%0 $ $20 %5

4. En un fermentador de #00L 'ue ser8 utili9ado para el cultio de E. colli se *i9o la prue!a delsulfito para determinar el KLa adicionando al reactor una solución de Na2SO3 0.$5 M. Setomaron muestras durante 30 min y del an8lisis de las muestras se o!tuieron los siuientesdatos de yodo residual empleando una solución de yodo 0.5 M. &onsidere 'ue laconcentración de o()eno en el e'uili!rio es de % ppm y calcule el K La en *+#

t (min) 0 5 % #2 #6 25 35

yodo mM 7% #00 #"7 #75 2#% 2"5 300

5. Se desea determinar el ,La de un fermentador de la!oratorio de #0 L- con un cultio K.aerogenes- mediante el método din8mico. La alimentación de aire se corto al tiempo cero y la

Elaborado por Dra. Mayola García Rivero

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se aplicó una corriente de nitróeno en la superficie del medio. :espués de 2 min la aireaciónfue reiniciada. La concentración de k. aerogenes se mantuo constante en 5ml durante esteperiodo.Los datos de concentración de o()eno disuelto en el medio medido son los siuientes/



0 %0 #30 23."

#0 "3.6 #50 $7.2

20 6".2 #"0 63.0

30 60.% #70 "0."

$0 5$.$ 2#0 "$.7

60 $#.2 230 "".2

%0 27.2 250 "%.5

#00 #5.5 270 "7.5

##0 #0.2 350 %0

#20 $.# $00 %0

6. En un fermentador de 3 L se *i9o la prue!a del sulfito para determinar el K La. :e lasmuestras anali9adas se o!tuieron los resultados 'ue se muestran el la ta!la #. &onsidere 'uela concentración de o()eno en el e'uili!rio es de #.02 mM. &alcule el K La en *+#

tiempo min concentración de sulf ito mM

0 260

3 2$#

7 207

#5 #"%

22 #$6

2% ##2

3$ "%

7. ;ara determinar el ,La en un fermentador de $0 L se siuió el procedimiento 'ue acontinuación se descri!e/ la alimentación de aire fue cerrada al tiempo cero y se !ur!u1eo unacorriente de nitróeno en la superficie del medio. Los datos de concentración de o()enodisuelto medido en el medio son los siuientes/



0 %5 #30 5#0 "7 #50 2$

20 "2 #"0 37

30 63 #70 52

$0 52 2#0 6#60 $$ 230 67

%0 36 250 %5

#00 22 270 %5

##0 ###20 3

&alcula el Kla para los datos proporcionados.

8. La siuiente correlación se puede emplear para estimar el KLa en tan'ues aitados cuandoel medio de cultio es iscoso/

,La :i2 :O2< 0.06 Sc 0.5 4e#..5 =r 0.#7 N:is0.32 µapp >sσ0.6

donde/ 4e < NρL :i2µapp =r < :i N2 Sc < µapp ρL :O2

s < elocidad lineal del aire mse y µapp < K ## Nn+# 3n ? #$n


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donde µapp es la iscosidad aparente- K < )ndice de consistencia y n es el )ndice de la ley de

potencia.

Empleando la correlación arri!a descrita calcule el Kla para un tan'ue de 35 000 L 'ue seutili9ar8 para cultiar un *ono productor de anti!ióticos. :espués del periodo e(ponencial de

crecimiento la concentración del micelio es constante en el caldo y el fluido muestra uncomportamiento 'ue es e(plicado por la ley de potencia- con un )ndice de consistencia de 25mcm se y un )ndice de la ley de potencia de 0."0. &onsidere las siuientes condiciones deoperación y propiedades del fluido/

=lu1o de aire 0.2 m >olumen aireolumen medio min @ltura del tan'ue a di8metro:i a :

ρL

:O2

σ

N

3/#0.5#.05 cm3

2.0(#0 +5

7%0 cms2

"2."5 dinacm#"0 rpm

Aensión superficial

10. Bn fermentador de #0 L de olumen de operación se llena con una solución 0-5 M desulfito de sodio y 0-003 M de &u2?. Se enciende la aireación y lueo de 30 minutos se detiene elaire y se toma una muestra de #0 mL para su aloración. La concentración de sulfito de sodiodeterminada fue de 0-$ M.&alcular el ,La para un e(perimento conducido a 30C& y # atm.

1. 4iet propusó correlación adimensional para estimar el KLa en tan'ues aitados/,La < 2.6(#0+2 ;aireado>0.$ >s0.5 en se +#

donde ;aireado> est8 dado en Dattsm3 y >s es la elocidad superficial del as enmse.

&alcule el KLa de acuerdo a la correlación dada para el tan'ue anterior


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