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Agitación y dispersión

La agitación es necesaria para la distribución apropiada de los nutrimentos y para remover los productos metabólicos microbiales. También es importante para el transporte de energía y de oxígeno.

Generalmente la agitación se realiza mecánicamente, que requiere más energía, pero ofrece productividades más grandes; también se puede lograr mediante la dispersión de aire (agitación pneumática), que se aplica a unidades con un volumen de más de 200 m3.

En la práctica, la potencia suministrada a un reactor por agitación, varía entre 1 y 5 W/l, donde aproximadamente entre el 85 y el 95% de ese valor corresponde a la agitación mecánica y el resto a la energía cinética y la expansión isotérmica del gas dispersado.

En términos cualitativos aproximados, se considera que un suministro de potencia al fluido menor de 0,2 W/l, proporciona una agitación moderada; entre 0,6 y 0,8 W/l, la agitación es vigorosa; y para 1 W/l o más, la agitación es intensa. Estos valores están relacionados con la potencia real entregada al fluido y no tienen en cuenta las pérdidas en sellos, cojinetes y otras ineficiencias eléctricas y mecánicas.

La energía mecánica suministrada puede alcanzar hasta un 25% de la carga calorífica total que debe ser removida de un biorreactor para mantener la temperatura óptima. Las pérdidas por fricción en un fermentador de laboratorio pueden alcanzar hasta el 75% del total consumido por el motor. A nivel piloto estas pérdidas pueden llegar a ser del 30% con respecto al consumo total. A escala industrial, la fricción representa sólo el 5% de la potencia consumida por el motor.

 Evaluación de la potencia entregada al fluido

 Agitación de fluidos Newtonianos no gaseados

 Agitación de fluidos Newtonianos gaseados

 Agitación de fluidos no Newtonianos no gaseados

 Agitación de fluidos no Newtonianos gaseados