Resumen de Determinación de coeficientes de transferencia de calor y masa en un agitador rotatorio para utilizarlo en procesos fermentativos

Mario Arias Zabala, Isleny Andrea Vanegas Córdoba, Francisco Venegas Páez

• español

  En este trabajo se determinaron los coeficientes volumétrico de transferencia de oxígeno (kLa) y global de transferencia de calor (Ua) en matraces sometidos a la acción de un agitador rotatorio provisto de una cámara de temperatura controlada. Así mismo, se determinó el efecto que sobre dichos coeficientes producen parámetros como temperatura ambiente, velocidad de agitación, tipo de tapón, volumen de líquido, capacidad del matraz y existencia o no de bafles o deflectores en el matraz, para determinar las condiciones óptimas del agitador. El líquido utilizado fue agua destilada, aunque también se determinaron los coeficientes kLa y Ua en la fermentación alcohólica de glucosa con Saccharomyces cerevisiae para efectos de comparación. Los valores máximo y mínimo de los coeficientes en agua y las condiciones en las cuales se obtuvieron fueron:   kLa de 6.2 x 10-3 s-1, a 25 °C, 100 rpm, volumen de líquido de 50 ml, matraz de 500 ml, con deflectores y tapón de plástico. kLa de 4.107 x 10-3 s-1, a 45 °C, 60 rpm, volumen de líquido de 150 ml, matraz de 250 ml, sin deflectores y tapón de algodón. Ua de 31.9963 J/min °C, a 45 °C, 150 rpm, volumen de líquido de 150 ml, matraz de 500 ml, con deflectores y tapón de algodón. Ua de 6.0179 J/min °C, a 35 °C, 60 rpm, volumen de líquido de 50 ml, matraz de 250 ml, sin deflectores y tapón de plástico. Los valores de kLa y Ua, así como las condiciones de operación para la fermentación alcohólica, fueron: kLa de 2.6 x 10-4 s-1 y Ua de 12.8907 J/min °C, a 35 °C, 150 rpm, volumen de líquido de 150 ml, matraz de 250 ml, con deflectores y tapón de algodón.

• English

  In this paper the volumetric oxygen transfer (kLa) and overall heat transfer (Ua) coefficients were determined in flasks which were subjected to rotary shaker action, also provided with a temperature control chamber. Likewise, it was determined the effect over such coefficients of some parameters like surrounding temperature, shaking speed, closure type, liquid volume, capacity and baffles presence or absence in each flask, to determine the optimal work conditions in the rotary shaker. The used liquid in these experiments was distilled water. The kLa and Ua coefficients were also determined in the alcoholic fermentation of glucose by Saccharomyces cerevisiae yeast, in order to establish comparison standards. The maximum and minimum values of referred coefficients to distilled water and the operation conditions were:   kLa of 6.2 x 10-3 s-1, working at 25 ºC, 100 rpm, 50 ml of liquid volume, erlenmeyer of 500 ml with baffles and plastic closure. kLa of 4.107 x 10-3 s-1, working at 45 ºC, 60 rpm, 150 ml of liquid volume, erlenmeyer of 250 ml without baffles and cotton closure. Ua of 31.9963 J/min °C, working at 45 ºC, 150 rpm, 150 ml of liquid volume, erlenmeyer of 500 ml with baffles and cotton closure. Ua of 6.0179 J/min °C, working at 35 ºC, 60 rpm, 50 ml of liquid volume, erlenmeyer of 250 ml without baffles and plastic closure. The kLa and Ua values in the alcoholic fermentation and the operation conditions were: kLa of 2.6 x 10-4 s-1 and Ua of 12.8907 J/min °C, working at 35 °C, 150 rpm, 150 ml of liquid volume, Erlenmeyer of 250 ml, with baffles and cotton closure.