Evaluación de la potencia entregada al
fluidoLa 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