Published October 1, 2015 | Version v1
Publication Open

ANÁLISE DO CONSUMO DE POTÊNCIA E DA TRANSFERÊNCIA DE OXIGÊNIO EM TANQUE AGITADO COM DIFERENTES ASSOCIAÇÕES DE IMPELIDORES UTILIZANDO FLUÍDO PSEUDOPLÁSTICO

Creators

  • 1. Universidade Federal de São Carlos
  • 2. Brazilian Agricultural Research Corporation

Description

A transferência de oxigênio e o consumo de potência são parâmetros importantes na avaliação de biorreatores e bioprocessos.No presente trabalho foram avaliados o coeficiente de transferência de oxigênio (kla) e o consumo de potência em biorreator convencional tipo tanque agitado com diferentes associações de impelidores tipo turbina de 6 pás planas ou turbina de rushton (RT) e impelidores orelha de elefante de escoamentos ascendente e descendente (EEUP e EEDP), sob diferentes condições de agitação (600 à 1000 rpm) e de aeração (0,4 à 1,0 vvm).Solução de goma xantana foi utilizada como fase líquida no intuito de simular reologicamente caldos de fermentação não-newtonianos.O intuito do trabalho foi buscar associações com alta eficiência de transferência de oxigênio (transferência/consumo de energia), visto que os impelidores RT são conhecidos pelo alto consumo de potência, e também geram alto cisalhamento às células.Os resultados obtidos utilizando planejamento fatorial mostraram que as configurações EEDP-EEUP, RT-EEDP e EEDP-RT foram as que apresentaram melhores resultados com eficiência até 87% maior que a associação RT-RT.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد نقل الأكسجين واستهلاك الطاقة من المعايير المهمة في تقييم المفاعلات الحيوية والعمليات الحيوية. في هذه الدراسة، تم تقييم معامل نقل الأكسجين (KLA) واستهلاك الطاقة في مفاعل حيوي تقليدي من نوع الخزان مع ارتباطات مختلفة من الدفاعات التوربينية المسطحة المكونة من 6 شفرات أو توربينات راشتون (RT) ودفاعات أذن الفيل للتدفقات الصاعدة والهابطة (EEUP و EEDP)، في ظل ظروف تحريض مختلفة (600 إلى 1000 دورة في الدقيقة) وظروف تهوية (0.4 إلى 1.0 فولت في الدقيقة). تم استخدام محلول صمغ الزانثان كمرحلة سائلة من أجل محاكاة مرقات التخمير غير النيوتونية رياضيًا. كان الغرض من العمل هو البحث عن ارتباطات ذات كفاءة نقل أكسجين عالية (نقل/استهلاك الطاقة)، نظرًا لأن دفاعات RT معروفة باستهلاك الطاقة العالي، وكذلك توليد قص عالي للخلايا. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام التخطيط الوقائعي أن EDPE و EDPE و EDPE و EDPE و EDPE و EDPE - RDP تم تقديم نتائج أفضل من نتائج RT مع أفضل ارتباط لـ 87 ٪.

Translated Description (English)

Oxygen transfer and power consumption are important parameters in the evaluation of bioreactors and bioprocesses. In the present study, the oxygen transfer coefficient (kla) and power consumption in a conventional stirred tank-type bioreactor with different associations of 6-blade flat turbine impellers or rushton turbine (RT) and elephant ear impellers of upward and downward flows (EEUP and EEDP) were evaluated, under different agitation conditions (600 to 1000 rpm) and aeration conditions (0.4 to 1.0 vvm). Xanthan gum solution was used as a liquid phase in order to rheologically simulate non-Newtonian fermentation broths. The purpose of the work was to seek associations with high oxygen transfer efficiency (transfer/energy consumption), since RT impellers are known for high power consumption, and also generate high shear to the cells. The results obtained using factorial planning showed that the EEDP-EEUP, RT-EEDP and EEDP-RT configurations were the ones that presented the best results with efficiency up to 87% higher than the RT-RT association.

Translated Description (French)

Le transfert d'oxygène et la consommation d'énergie sont des paramètres importants dans l'évaluation des bioréacteurs et des bioprocédés. Dans la présente étude, le coefficient de transfert d'oxygène (kla) et la consommation d'énergie dans un bioréacteur conventionnel de type cuve agitée avec différentes associations d'impulseurs à turbine plate à 6 pales ou turbine de Rushton (RT) et d'impulseurs d'oreille d'éléphant de flux ascendants et descendants (EEUP et EEDP) ont été évalués, dans différentes conditions d'agitation (600 à 1000 tr/min) et d'aération (0,4 à 1,0 vvm). La solution de gomme de xanthane a été utilisée comme phase liquide afin de simuler rhéologiquement des bouillons de fermentation non newtoniens. Le but du travail était de rechercher des associations avec une efficacité de transfert d'oxygène élevée (transfert/consommation d'énergie), puisque les impulseurs RT sont connus pour une consommation d'énergie élevée, et génèrent également un cisaillement élevé des cellules. Les résultats obtenus en utilisant la planification factorielle ont montré que les configurations EEDP-EEUP, RT-EEDP et EEDP-RT étaient celles qui présentaient les meilleurs résultats avec une efficacité jusqu'à 87% supérieure à celle de l'association RT-RT.

Translated Description (Spanish)

La transferencia de oxígeno y el consumo de energía son parámetros importantes en la evaluación de biorreactores y bioprocesos. En el presente estudio, se evaluaron el coeficiente de transferencia de oxígeno (kla) y el consumo de energía en un biorreactor convencional de tipo tanque agitado con diferentes asociaciones de impulsores de turbina plana de 6 palas o turbina rushton (RT) e impulsores de oreja de elefante de flujos ascendentes y descendentes (EEUP y EEDP), bajo diferentes condiciones de agitación (600 a 1000 rpm) y condiciones de aireación (0.4 a 1.0 vvm). La solución de goma xantana se utilizó como fase líquida para simular reológicamente caldos de fermentación no newtonianos. El propósito del trabajo fue buscar asociaciones con alta eficiencia de transferencia de oxígeno (transferencia/consumo de energía), ya que los impulsores RT son conocidos por un alto consumo de energía y también generan un alto cizallamiento a las células. Los resultados obtenidos mediante la planificación factorial mostraron que las configuraciones EEDP-EEUP, RT-EEDP y EEDP-RT fueron las que presentaron los mejores resultados con una eficiencia hasta un 87% mayor que la asociación RT-RT.

Files

PT-438.pdf.pdf

Files (433.3 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9096ba93ee64ef82a83873a06eec0a86
433.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل استهلاك الطاقة ونقل الأكسجين في الخزان المقلوب مع ارتباطات الدفاعة المختلفة باستخدام السائل البلاستيكي الكاذب
Translated title (English)
ANALYSIS OF POWER CONSUMPTION AND OXYGEN TRANSFER IN STIRRED TANK WITH DIFFERENT IMPELLER ASSOCIATIONS USING PSEUDOPLASTIC FLUID
Translated title (French)
ANALYSE DE LA CONSOMMATION D'ÉNERGIE ET DU TRANSFERT D'OXYGÈNE DANS UN RÉSERVOIR AGITÉ AVEC DIFFÉRENTES ASSOCIATIONS DE ROUES À L'AIDE D'UN FLUIDE PSEUDOPLASTIQUE
Translated title (Spanish)
ANÁLISIS DE CONSUMO DE ENERGÍA Y TRANSFERENCIA DE OXÍGENO EN TANQUE AGITADO CON DIFERENTES ASOCIACIONES DE IMPULSORES UTILIZANDO FLUIDO PSEUDOPLÁSTICO

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2275140892
DOI
10.5151/enemp2015-pt-438

Is supplement to
https://openalex.org/W54078636 (Other)
https://openalex.org/W3148032049 (Other)
https://openalex.org/W3105167352 (Other)
https://openalex.org/W3084825885 (Other)
https://openalex.org/W2954470139 (Other)
https://openalex.org/W2935759653 (Other)
https://openalex.org/W2902782467 (Other)
https://openalex.org/W2298861036 (Other)
https://openalex.org/W2271181815 (Other)
https://openalex.org/W1501425562 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W2027498194