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

positivo.

Fig. 8: compresor rotatorioFig. 9. compresor reciprocante.

Fig. 7: Tipos de compresores.

Tipos de compresores.

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.

Fig. 30: cables.

ProcedimientoIdentificar

partes de la caldera

Elaborar un diagrama de

flujo del sistema

Identificar y describir

componentes de compresores

Identificar las líneas de agua, vapor,

aire, electricidad de planta piloto

Observar su ruta y registrar sus características

Repetir el proceso en el laboratorio

Realizar un esquema de planta piloto

Gracias por su atención