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Fenómenos de transporte en bioprocesos

Los reactores bioquímicos, son ampliamente usados en la industria de alimentos, en fermentaciones microbiales, en sistemas de tratamiento de desechos y en algunos dispositivos biomédicos. En todos estos reactores están involucradas varias fases, y los nutrimentos deben transferirse de una fase a otra. Para lograr el grado deseado de conversión de reactantes a productos, o para suministrar la cantidad suficiente de nutrimentos para mantener la viabilidad celular, tanto la transferencia de masa como la transferencia de calor deben ocurrir en el grado preciso.

Uno de los nutrimentos clave para todas las células aeróbicas es el oxígeno, el cual es muy poco soluble en agua. Por ello, el suministro de oxígeno desde la fase gaseosa hasta la fase líquida, es crítico en la mayoría de las fermentaciones aeróbicas. El transporte de oxígeno determina el nivel de la actividad aeróbica en los lagos y en el suelo. Otro gas importante en los sistemas biológicos es el dióxido de carbono. Este gas regula el pH en los cultivos de células de mamíferos. Su transporte y la interconversión entre varias de sus formas acuosas (CO32-, HCO3-,H2CO3) en solución, deben considerarse frecuentemente en los tanques para el tratamiento anaeróbico de desechos (digestores anaeróbicos) y en los lagos.

El estudio de la transferencia de calor es importante para el control de la temperatura en casi todos los reactores biológicos comerciales. Así mismo se contempla un breve estudio del comportamiento reológico de las mezclas fermentativas y su agitación.

 Reología de las mezclas de fermentación

 Agitación y dispersión

 Transferencia de masa

 Transferencia de calor