Servicios Auxiliaresn en un Biorreactor *Sistemas de aireación *Sistemas de compresión de aire *Vapor *Caldera *Sistemas de distribución de vapor *Agua de enfriamiento *Energía Eléctrica
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Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología
Grupo: 3BM1 Equipo: 5Integrantes:* Araujo Vázquez Daniela M.* Encino Acosta Carlos A.* Llanos Barranco Victor Saúl *Ponce Guadarrama Erika Yazmín
PRÁCTICA 3Servicios Auxiliares
OBJETIVO
El alumno identificará los servicios necesarios para la operación de un biorreactor, describirá sus componentes y explicará su funcionamiento.
Introducción.
Los servicios auxiliares son necesarios para su buena operación y buen funcionamiento del biorreactor:› Aire y diversos gases comprimidos› Agua de enfriamiento› Agua para servicios varios› Vapor de planta › Energía eléctrica
Aire
Provee oxigeno al medio de cultivo. Como fuerza motriz para la
transferencia de masa y momento. Como fuerza motriz para transferir
líquidos de un recipiente a otro. Para accionar instrumentos de control
de tipo neumático. Como medio de enfriamiento para los
recipientes después de su esterilización.
La elección del aire dependerá del uso que se haga con él. El aire debe ser seco y libre de aceites.
AIRE
Aire
ESTERILIZACIÓN:› Evitar la contaminación del medio
Métodos para su esterilización› Rayos UV-C.› Pre filtros y Filtros absolutos .
Aire
Esterilización por rayos UV-C › Los microorganismos son aspirados por el
sistema, donde se elimina hasta un 99,9 %
Fig. 1: Sistema AirStream
Fig. 2: Sistema AirCoat
Aire Prefiltros Prefiltros › Eliminan las partículas de mayor tamaño.› Son casi obligatorios para compresores.
lubricados por aceite.› Prolongan la vida útil del filtro.› Mejoran el rendimiento del motor.› Reducen el tiempo de inactividad y los
costos operativos.
Fig. 3: Prefiltro con la capacidad para interceptar las partículas sólidas y el líquido hasta 1 micra.
Aire Filtros absolutos
Función: Tienen la función de eliminar el 100%
de partículas sobrantes. Atrapan partículas hasta de 0.01µm.
Aire Filtros absolutos
Elementos y materiales› Cartucho
Ésteres de Celulosa Polisulfonas PVF Teflón
› Camisa. Acero inóxidable
Aire Filtros absolutos
Dimensiones de los cartuchos:› Diámetro: 2 ½” a 2 ¾”› Longitud: 10” (0.25 m) hasta 40” (1 m)
Fig. 4: Gama de cartuchos Fig. 5: modelo de un filtro
Aire Filtros absolutos
Fig. 6: Compresor básico.
Comprensión del aire.
Tipos de compresores. Rotatorios. Reciprocantes o de accionamiento
Transporte del aire: A través de las tuberías de distribución
› Acero al carbón: para aire de equipos y motores.
› Acero inoxidable: para el aire proveniente del filtro absoluto hacia el punto de suministro al biorreactor
Suministro del aire
Fig. 10-11: tuberias.
Vapor Ventajas de Uso
Económico
Control Sencillo
Fácil producción
Reutilizable
Generador de vapor o caldera.
Fig. 12. generador de vapor.
Generadores de vapor Tipos Generadores de tubo de agua Generadores de tubo de humo
Fig. 13 Calderas
Capacidad de un generador de vapor.
Se mide en caballos caldera equivalente a generar 15.65 kg/h de vapor saturado a una temperatura de 100°C, 1ATM y alimentado con agua a la misma temperatura (en el tanque de condensados).Esto es igual a la transmisión de calor de 8, 430 Kcal/h.
Partes de la caldera.
Tanque de condensados. Bomba de agua. Generador de vapor. Separador de vapor. Trampa de vapor. Sistema de control y seguridad:
› Válvulas de alivio y seguridad, los manómetros, controlador principal de temperatura con termo par, interruptores del termostato, interruptor de presión de vapor y el interruptor de nivel de aceite.
Fig. 14: partes de una caldera.
Consideraciones en el agua que entra en la caldera.
Proteger los equipos contra:› Incrustación
› Corrosión
› Formación de espuma Sistemas para su
acondicionamiento:› Suavizador
› Tanque de salmuera
Fig. 15: suavizador y tanque de salmuela.
Sistema de distribución de vapor.
Por medio de tuberías El vapor puro requiere de tuberias de
acero inoxidable con acabado sanitario.
Agua de enfriamiento. Fluido de enfriamiento para el control
de la temperatura Nunca entra en contacto con las
materias primas
Tipos de agua de enfriamiento.
Agua de torre: › T° de 10°C y 25°C. › Por evaporación, › Torres atmosféricas › Tanques de enfriamiento.
Agua helada: › T° de 5°C a 10°C.
AG
UA
DE T
OR
RE. Fig. 16: agua
de torre.
AG
UA
HELA
DA
.
Fig. 17-18 esquema de intercambiador de calor.
TRANSPORTE Y SUMINISTRO DE AGUA DE ENFRIAMIENTO.
Fig. 20 diagrama que muestra el la transferencia del agua de enfriamiento.
Agua para servicios varios. Se utiliza para lavado y limpieza
Puede ser potable› Libre de sedimentos› No requiere ningún tratamiento adicional.
Fig. 21 limpieza de biorreactores y del área de proceso
Energía eléctrica. Sistema eléctrico básico:
› Fuente de poder;› Equipo de transformación;› Dispositivos de protección;› Líneas de distribución y › Puntos de uso.
Fig. 22: circuito eléctrico.
Elementos del sistema eléctrico.
Voltaje de distribución
› El voltaje para la operación de los equipos está indicado en los mismos.
› Especificación para motores:120V, 240V y hasta 480V
› El voltaje para instrumentos es de 12-24 V
Fig. 23-24: subestación eléctrica y transformador
Corrientes
Corriente alterna (AC)
Corriente continua o directa (DC o CC)
Fig. 25: AC.
Fig. 26: DC o CC.
Dispositivos de protección y áreas peligrosas
Fig. 27: interruptores diversos.
Conductores (Clasificación) Hilos o alambres
Cordón
Fig. 28-29: cable y cordones.
Cable:› Son canalizados en tuberías metálicas
› Pueden ser sujetos a techos o paredes o enterrados bajo el piso.