Aeração e Agitação

8/19/2019 Aeração e Agitação

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Aeração e agitação

• Introdução: – Fornecer oxigênio ao agente;

–

Fenômenos de transporte afetam velocidadedo processo;

– Processo empírico 1 vvm (s ve!esexcessivo";

– #elocidade especí$ca de respiração:

»%&' dt

dO

x

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• )sta grande!a introdu! a característica*iol+gica no sistema;

• ,endo dependente do microrganismo-

composição do meio- condiç.es do processo (/- p0- &xigênio- etc";

• %&' segue e2uação tipo 3onod:

• %&' %&'m4x C k

C

+0

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• Import5ncia do &xigênio: – Processos industriais aer+*ios;

– &xidação da glicose re2uer 6 moles de&' para 1 mol de glicose;

– 7onsumo de oxigênio dissolvido- 2ue 8

pouco sol9vel;

– &peração unit4ria de a*sorção de g4s

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• ,istemas de transferência de oxigênio: – eração depende:

• Idade da cultura;

• )st4gio de crescimento;

• 7oncentração celular;

• 7omposição do meio de cultura;

• Presença de mic8lio

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– agitação tem por o*etivo:• 0omogenei!ar a solução com microrganismos;

• 3anter s+lidos em suspensão;

• /ornar e$ciente os transportes de massa eenergia;

• )vitar formação de mic8lio;

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• Formas de transferir oxigênio: – eração super$cial *andeas e c8lulas

imo*ili!adas;

– eração em profundidade coluna de*ollift?;

– /an2ues aerados e agitados tan2ueagitado normal e tipo =draugtu*e?

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• 3ecanismo da aeração: – )n!imas da respiração intracelulares- no protoplasma;

– Pouca solu*ilidade do oxigênio;

– /rês o*st4culos a superar:• @issolução ou transferência do oxigênio do g4s para o lí2uido;

• @ifusão do oxigênio atrav8s do lí2uido para as c8lulas;

• 7onsumo do oxigênio ap+s a penetração nas c8lulas

– Para ser consumido na reação- o oxigênio tem 2ue passar da fase gasosa at8 penetrar nas c8lulas#encendo resistências

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Aeração e agitação•

@a fase gasosa para a fase lí2uida; – 1 Aesistência da película gasosa estagnada da

interface;

– ' Aesistência da pr+pria interface g4s>lí2uido;

– B Aesistência da película lí2uida estagnada ao

redor da *ol


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• 7onsumo do &xigênio: – E Aesistência da película lí2uida em torno das

c8lulas;

– 6 Aesistência da mem*rana celular;

– Aesistência da difusão do oxigênio no citoplasma; – G Aesistência da velocidade de reação utili!ando

oxigênio;

• @evido s pe2uenas dimens.es das c8lulas para ogrande volume de meio a resistência E pode ser

despre!ada;• s resistências 6- e G são despre!íveis

• & sistema de aeração deve deixar as c8lulas numacondição de não limitação de oxigênio

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• /ransferência de oxigênio: – teoria das ' películas estagnadas 8 a de maior

utilidade para explicar o processo;

– transferência de oxigênio ocorre por difusãofunção do gradiente entre a Pressão Parcial de&xigênio na *ol


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• ,istema em estado estacion4rio- uxode oxigênio por unidade de 4reainterfacial 8:

• &'

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aresistênci gradiente


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• /em>se então:

• &' J g0(Pg>Pi " J K0(Pi >PK " J g(7s>7i " J K

(7i >7";

• 7omo não se conlí2uido tra*alse com um7oe$ciente Llo*al de /ransferência de &xigênio;

• 7onsiderando despre!ível a resistência do $lmegasoso em comparação com $lme lí2uido- pode>se considerar:

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• Pg Pi e- como decorrência- 7i 7s• ssim- pode>se escrever:

• &' J K0(Pg>PK " J K0(7s>7";

• 7omo o uxo est4 de$nido porunidade de 4rea interfacial de troca-de$ne>se;

• a 4rea interfacial de transferênciade massa por volume total de lí2uido;

• &' a J ga0(Pg>PK " J Ka(7s>7";

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