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Aeração e agitação
• Introdução: – Fornecer oxigênio ao agente;
–
Fenômenos de transporte afetam velocidadedo processo;
– Processo empírico 1 vvm (s ve!esexcessivo";
– #elocidade especí$ca de respiração:
»%&' dt
dO
x
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• )sta grande!a introdu! a característica*iol+gica no sistema;
• ,endo dependente do microrganismo-
composição do meio- condiç.es do processo (/- p0- &xigênio- etc";
• %&' segue e2uação tipo 3onod:
• %&' %&'m4x C k
C
+0
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• Import5ncia do &xigênio: – Processos industriais aer+*ios;
– &xidação da glicose re2uer 6 moles de&' para 1 mol de glicose;
– 7onsumo de oxigênio dissolvido- 2ue 8
pouco sol9vel;
– &peração unit4ria de a*sorção de g4s
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• ,istemas de transferência de oxigênio: – eração depende:
• Idade da cultura;
• )st4gio de crescimento;
• 7oncentração celular;
• 7omposição do meio de cultura;
• Presença de mic8lio
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– agitação tem por o*etivo:• 0omogenei!ar a solução com microrganismos;
• 3anter s+lidos em suspensão;
• /ornar e$ciente os transportes de massa eenergia;
• )vitar formação de mic8lio;
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• Formas de transferir oxigênio: – eração super$cial *andeas e c8lulas
imo*ili!adas;
– eração em profundidade coluna de*ollift?;
– /an2ues aerados e agitados tan2ueagitado normal e tipo =draugtu*e?
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• 3ecanismo da aeração: – )n!imas da respiração intracelulares- no protoplasma;
– Pouca solu*ilidade do oxigênio;
– /rês o*st4culos a superar:• @issolução ou transferência do oxigênio do g4s para o lí2uido;
• @ifusão do oxigênio atrav8s do lí2uido para as c8lulas;
• 7onsumo do oxigênio ap+s a penetração nas c8lulas
– Para ser consumido na reação- o oxigênio tem 2ue passar da fase gasosa at8 penetrar nas c8lulas#encendo resistências
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@a fase gasosa para a fase lí2uida; – 1 Aesistência da película gasosa estagnada da
interface;
– ' Aesistência da pr+pria interface g4s>lí2uido;
– B Aesistência da película lí2uida estagnada ao
redor da *ol
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• 7onsumo do &xigênio: – E Aesistência da película lí2uida em torno das
c8lulas;
– 6 Aesistência da mem*rana celular;
– Aesistência da difusão do oxigênio no citoplasma; – G Aesistência da velocidade de reação utili!ando
oxigênio;
• @evido s pe2uenas dimens.es das c8lulas para ogrande volume de meio a resistência E pode ser
despre!ada;• s resistências 6- e G são despre!íveis
• & sistema de aeração deve deixar as c8lulas numacondição de não limitação de oxigênio
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• /ransferência de oxigênio: – teoria das ' películas estagnadas 8 a de maior
utilidade para explicar o processo;
– transferência de oxigênio ocorre por difusãofunção do gradiente entre a Pressão Parcial de&xigênio na *ol
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• ,istema em estado estacion4rio- uxode oxigênio por unidade de 4reainterfacial 8:
• &'
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aresistênci gradiente
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• /em>se então:
• &' J g0(Pg>Pi " J K0(Pi >PK " J g(7s>7i " J K
(7i >7";
• 7omo não se conlí2uido tra*alse com um7oe$ciente Llo*al de /ransferência de &xigênio;
• 7onsiderando despre!ível a resistência do $lmegasoso em comparação com $lme lí2uido- pode>se considerar:
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• Pg Pi e- como decorrência- 7i 7s• ssim- pode>se escrever:
• &' J K0(Pg>PK " J K0(7s>7";
• 7omo o uxo est4 de$nido porunidade de 4rea interfacial de troca-de$ne>se;
• a 4rea interfacial de transferênciade massa por volume total de lí2uido;
• &' a J ga0(Pg>PK " J Ka(7s>7";
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