Análisis comparativo de modelos hidrodinámicos y cinéticos para fotobiorreactores airlift

  • Félix Fabián Cortés Conde Ingeniero Químico, Investigador Grupo BIOTECNOLOGíA Fundación Universidad de América Bogotá D.C
  • Diego Rubio Fernández MSc. en Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Docente Tiempo Completo, Investigador Grupo BIOTECNOLOGíA, Fundación Universidad de América Bogotá D.C
  • Édisson Mateo Gómez Espinosa Ingeniero Químico, Investigador Grupo BIOTECNOLOGíA Fundación Universidad de América Bogotá D.C

Abstract

En las últimas décadas se han investigado nuevas fuentes de energía renovable, siendo las mi- croalgas una de las preferidas, debido a su alta pro- ducción de biomasa, utilizada en la elaboración de bio- combustibles de segunda generación como bioetanol, biohidrógeno y biodiesel. Las microalgas se cultivan en recipientes especializados llamados reactores, en los cuales se controlan las condiciones de cultivo para obtener la máxima producción de biomasa. A partir de datos experimentales se han generado modelos mate- máticos, que predicen el comportamiento que ocurre en el interior de los biorreactores, para realizar mejoras en el diseño y predecir las condiciones óptimas del cul- tivo y obtener una buena productividad. Se analizaron modelos hidrodinámicos de tres fases para establecer cuál de los modelos analizados predice de manera efi- ciente el comportamiento hidrodinámico a lo largo del biorreactor. Posteriormente se analizaron modelos de crecimiento de microorganismos fotosintetisantes en fotobiorreactores para acoplar el crecimiento de las mi- croalgas a la hidrodinámica desarrollada en la primera parte de la investigación y concluir con la simulación de un fotobiorreactor tipo Airlift.

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References

[1] M.Y ChistI, Airlift Bioreactors, Applied Elsevier Science, U.S.A, 1989.

[2] Wang Si-Jing y Zhong Jian J. Bioreactor Engineering, Bioprocessing for Value-Added Products from Renewable Resources, 1st. Ed, Elsevier Science. p. 161-170. 2007.

[3] Y. Chisti y M. Moo-young, Bioreactor, Encyclopedia of Physical Science and Technology. 3 Ed., Elsevier Science. p. 248-255. 2002.

[4] HUERFANO, Guillermo, Diseño y Simulación de un Reactor Airlift para la Producción de Alcohol Etílico con ---Saccharomyces Cerevisiae Utilizando Solanum Tuberosum, Bogotá, Tesis Ingeniería Química, Universidad de América, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química, 2009.

[5] ARTURO CALVACHE, Jaime A, Simulación de Bioreactores Airlift, Tesis de Maestría, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Colombia, 2002.

[6] MERCHUK, J.C, Bioreactor Airlift Reactor. Encyclopedia of Bioprocess Technology. 2002.

[7] MERCHUK, J.C, y SIEGEL M.H., Air-Lift Reactors in Chemical and Biological Technology, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, Vol. 41, No 2, pp. 105-120. 1988.

[8] GARCíA, E. RODRíGUEZ A., A Fluid Dynamic Model for Three-Phase Airlift Reactors, Chemical Engineering Science, vol.54, pp. 2359-2370.1999.

[9] DIAZ, Ricardo M, Estudio del Flujo en Reactores con Tres Fases por Simulación, Tesis Doctoral, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Madrid, 2001.

[10] HWANG, S. J. y WEN, J. L., Liquid Velocity and Gas Hold Up in Three Phase Internal Loop Airlift Reactors with Low Density, Chemical Engineering Science, Vol. 50, No 8, pp. 1301-1310. 1995.

[11] CHENG, Y. L. y HWANG, S. J., Gas Hold Up and Liquid Velocity in Three Phase Internal Loop Airlift reactors, Chemical Engineering Science, Vol. 52, No 8, pp. 3949-3860. 1997.

[12] GARCíA, E. y TOBAJAS M., Hydrodynamics and Mass Transfer Prediction in a Three-Phase Airlift Reactor for Marine Sediment Biotreatment, Chemical, Engineering Science, vol. 54, p 5347- 5354. 1999.

[13] MOLINA G. E, GARCíA C, SÁNCHEZ, J., Mathematical Model of Microalgal Growth in Light Limited Chemostat Cultures, Journal chemical Technology and Biotechnology, pp. 167-173. 1994.

[14] EVER, E. G., A model for Light-limited continuous cultures: Growth, shading, and maintenance, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 38, pp. 254-259. 1990.

[15] EILERS P.H. Y PETEERS J.C., A model for the relationship between light intensity and the rate of photosynthesis in phytoplankton, Ecological modeling, Vol. 42, pp. 199-215. 1988.

[16] WU X. y MERCHUK J.C. A model integrating fluid dynamics in photosynthesis and photoinhibition processes, Chemical Engineering Science. Vol. 56, pp. 3527-3538. 2001.
Published
2013-06-30
How to Cite
Cortés Conde, F., Rubio Fernández, D., & Gómez Espinosa, Édisson. (2013). Análisis comparativo de modelos hidrodinámicos y cinéticos para fotobiorreactores airlift. ITECKNE, 10(1), 57-66. https://doi.org/https://doi.org/10.15332/iteckne.v10i1.180
Section
Research and Innovation Articles