PRCTICA 5. POTENCIA GASEADA Y NO GASEADA.Por: Juan Carlos Rodrguez SierraINTRODUCCIN.

Los tanques agitados son usados en procesos industriales de gran aplicacin farmacutica y biotecnolgica en la cual estn involucrados procesos bioqumicos para la obtencin de un producto de inters. A pesar de que estos sistemas son ms complejos en cuanto a la estructura y operacin, tienen la gran ventaja de que los estudios de la hidrodinmica de estos tanques permite realizar diseos ms eficientes en los cuales se optimiza el consumo de la potencia y de la generacin de residuos (Guha, 2007). La hidrodinmica juega un papel imprescindible en los procesos donde estn involucrados los sistemas de tanques agitados y aireados, ya que un mal planteamiento de las condiciones de operacin pueden mermar los procesos y hasta generar prdidas mayores (Grislingas, Jakobsen, & Mork, S.F.). De igual manera, la hidrodinmica dentro de un tanque agitado es dependiente de la configuracin geomtrica del mismo, es decir, las caractersticas geomtricas del tanque determinan el flujo del mismo, as como las condiciones de mezclado (Levenspiel, 1987). Los accesorios en tanques agitados son tan variados como complejos, ya que el solo hecho de agregarlos u omitirlos en los sistemas genera cambios en los patrones de flujo. Los patrones de flujo son las corrientes de flujo generadas debido a la aplicacin de movimiento que se genera de manera mecnica a travs de impulsores con diversas formas geomtricas, cado uno genera un patrn de flujo distinto y son clasificados generalmente en agitadores de flujo axial y radial. Los impulsores requieren de cierta cantidad de potencia para proporcionar el movimiento requerido para un mezclado adecuado. La potencia depende de la naturaleza de fluido (densidad, viscosidad, etc.) y la geometra del sistema (tanque y accesorios), sin embargo un factor a considerar es la aireacin del sistema. Los aspersores son accesorios que sirven para introducir fluidos gaseosos a los tanques (Grislingas, Jakobsen, & Mork, S.F.)

OBJETIVO.Determinar experimentalmente la potencia gaseada para un biorreactor de tanque agitado utilizando factores no convencionales permitindose la colaboracin en equipo.

MATERIALES Y MTODOS.Laboratorio de biorreactores

EQUIPOS:1. Equipo de tanque agitado2. Bomba de aire comprimido (80LPM)3. Flujmetro4. ExtensinMATERIALES:1. Cinta mtrica2. Cinta aislante3. Flecha 4. Impulsores5. Aspersores6. Manguera7. Multmetro de corriente alterna (2mA-20A)REACTIVOS:1. Agua de la llave

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.Importante: Todo el procedimiento experimental se realizar bajo la supervisin y asistencia de los profesores. Potencia no Gaseada1. Seleccionar un impulsor y unir a la flecha, colocar la flecha con agitador en el equipo de tanque agitado, asegura que la flecha quede centrada dentro del tanque. 2. Conectar la manguera al grifo y llenar el tanque en relacin H=D o H=2D segn las indicaciones del profesor.3. Conectar el equipo de tanque agitado y el multmetro a la extensin, asegurando con cinta aislante segn las indicaciones del profesor.4. Encender el multmetro en paralelo y checar el voltaje (127 Volts aproximadamente).5. Conectar la extensin a la corriente elctrica y asegurar que el multmetro mida en corriente alterna el amperaje del equipo (3.5-4 Amperes).6. Encender el equipo de agitacin y programar a 50rpm. Hacer mediciones del amperaje en cada intervalo. Primero: 50, 60, 70, 80 90 y 100rpm, segundo en intervalos de 50: 150, 200, 250, 300,., 1000 rpm y registrar datos.Potencia gaseada1. Repetir los pasos del procedimiento de la potencia no gaseada hasta el paso 5.2. Seleccionar el sparger y colocarlo dentro del tanque, asegrese de que este fijo.3. Con ayuda del profesor, conectar las mangueras de paso del compresor al sparger evitando fugas. 4. Encender la compresora y regular el flujo volumtrico a 5 LPM o segn indique el profesor y hacer mediciones hasta 25 LMP a un intervalo de 5 LPM. 5. Encender el equipo de agitacin y programar a 50rpm. Hacer mediciones del amperaje en cada intervalo. Primero: 50, 60, 70, 80 90 y 100rpm, segundo en intervalos de 50: 150, 200, 250, 300,., 1000 rpm y registrar datos.

ACTIVIDADES PREVIAS:1. Consultar los manuales de operacin de los equipos de medicin y control que se utilizarn.1.1 Llene la tabla 2.1 en una hoja de exel con sus respectivas mediciones.Ni(rpm)A(amp)NREP0(W)g(LPM)NaPg (w)

RESULTADOS Y DISCUSIN.Discuta los siguientes puntos en funcin de los datos obtenidos experimentalmente: Diagrama en el que se observe el Nmero de potencia (Np) en funcin del nmero de Reynolds. Diagrama en el que se observe la relacin de Potencia gaseada/ potencia no gaseada en funcin del nmero de aireacin (Na). Obtener una correlacin tipo Michel y Miller para la potencia gaseada. Corroborar los diagramas y la correlacin con lo reportado en la bibliografa. Observaciones realizadas durante el procedimiento experimental.

CONCLUSIONES________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

REFERENCIAS

Grislingas, A., Jakobsen, H. A., & Mork, M. (S.F.). Stirred Tank Reactors. Noruega: NTUN.Guha, D. (2007). Hydrodynamics and Mixing in Single Phase and Liquid-Solid Stirred Tank Reactors. Saint Louis, Missouri USA: Washington University. School of Engineering ans Applied Science.Levenspiel, O. (1987). Ingeniera de las Reacciones Qumicas. Mxico: 2nd ed. Ediciones Repla.