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Método estático

Los métodos de evaluación del coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno mediante técnicas de desgasificación, requieren una reducción previa de la concentración de oxígeno disuelto hasta un valor ligeramente superior al crítico, cl, crit , con el propósito de medir el incremento de la concentración de oxígeno disuelto en la mezcla durante un período adecuado de aireación y agitación. En el método estático descrito por Wise (1951), se reduce la concentración de oxígeno por medio de la gasificación del líquido con nitrógeno, de forma que la solución es despojada de oxígeno; luego, el líquido desoxigenado es aireado y agitado con el objeto de medir el incremento de la concentración de oxígeno disuelto durante un tiempo t ; por otra parte, en el reactor de experimentación no hay presencia de células viables.

La velocidad de transferencia de oxígeno es igual a la pendiente de la tangente a la curva de valores de concentración de oxígeno disuelto en función del tiempo de aireación, tal y como se muestra en la figura 1, de acuerdo con la ecuación de transferencia de oxígeno:

Figura 1. Representación esquemática de la concentración de oxígeno disuelto en una solución durante el período de aireación. La velocidad de transferencia de oxígeno, dcl /dt, en el tiempo t, es igual a la pendiente de la tangente a la curva en ese momento.

 

La integración de la ecuación anterior conduce a la siguiente expresión:

 

Por consiguiente, la representación gráfica de ln(c*lcl ) contra el tiempo, corresponde a una línea recta cuya pendiente es –kla , como se muestra en la figura 2:

Figura 2.

La determinación de kla por el método estático, también se realiza sobre la mezcla de fermentación pero agregándole células muertas o micelios para simular la concentración del medio real. El detector del cambio en la concentración de oxígeno disuelto es normalmente del tipo recubierto por membrana, en vista de la complejidad de las mezclas de fermentación; por otra parte, el punto donde se realiza la determinación debe ser representativo de todo el volumen de la mezcla, esta es la principal desventaja del método, puesto que el punto escogido podría no ser el más adecuado.

El tiempo de respuesta del detector, definido como el tiempo necesario para registrar el 63% de un cambio repentino, debe ser mucho menor que el tiempo de respuesta a la transferencia del sistema (1/kla ).