De la ecuación (1.6) se consigue una línea recta al realizar un gráfico de 𝑙𝑛(𝐶𝑠− 𝐶) con respecto al tiempo, cuya pendiente es (−𝑘𝐿𝘢).
En las tablas 1.8 y 1.9, se mencionan algunos métodos para determinar el 𝑘𝐿𝘢.
Tabla 1.8. Métodos estables para determinar el coeficiente global de transferencia de oxígeno.
METODO CONDICIONES Y OBSERVACIONES
Sulfito
Se busca aproximar los valores de OD a cero, esto se consigue con la adición de sulfito de sodio y cloruro de cobalto al medio líquido, cuando se obtengan las condiciones requeridas se da inicio a la aireación y comienza la medición de la concentración del OD, tomando en cuenta el incremento de la concentración en los intervalos de tiempo establecidos.
Método estacionario
Se estima que el suministro y consumo de oxigeno son semejantes y se determina por medidas de 𝐶𝐿 en el tiempo, este método se puede aplicar a cultivos por lotes o continuos en un determinado momento de su curva de crecimiento.
Método catalasa
Se utiliza peróxido de hidrogeno como inductor, el cual se vierte en el medio líquido para que forma mayor cantidad de peróxido el cual se descompone en oxigeno gaseoso y agua con la adición de la catalasa, se utiliza un gas inerte con el cual se arrastra el 𝑂2 gaseoso, se mide la concentración de oxígeno en la entrada y salida y este es proporcional el OD del medio líquido.
Fuente: García Mercado, 2010.
27 Tabla 1.9. Métodos dinámicos para determinar el coeficiente global de transferencia
de oxígeno.
METODO CONDICIONES Y OBSERVACIONES
Oxigenación en el liquido
Este método mide la variación del OD en el tiempo durante el suministro de oxígeno, previamente se utiliza un gas inerte usualmente nitrógeno (𝑁2) para la desoxigenación del sistema, luego se mide el cambio de concentración de OD en el líquido en función al tiempo con un electrodo de oxígeno.
Oxigenación en el gas
Al igual que el método anterior se utiliza un gas inerte para la desoxigenación sin embargo la concentración de OD se mide en la corriente gaseosa de salida considerando que la fase liquida y gaseosa están perfectamente mezcladas y que los caudales de ambos son constantes.
Dinámico
Determina el abastecimiento de aire de un sistema con respiración continua, este método determina reducción de la concentración de OD causado por la respiración en el tiempo.
Con respecto a la desoxigenación se considera la concentración critica de oxígeno en el sistema para dar inicio a la oxigenación.
Fuente: García Mercado, 2010.
1.2.3.7. Otros factores que afectan el coeficiente global de transferencia de oxigeno De acuerdo con (Martínez Barrios, 2015), existen procesos que afectan la transferencia de 𝑂2 y muchas veces estos son determinantes, los más destacados son:
Rompimiento de la superficie liquida, este proceso conlleva a la introducción de burbujas de aire al líquido, según (Eckenfelder, 2001), al aumentar el grado de mezcla turbulenta provoca un incremento en el coeficiente de transferencia.
Características de la película liquida que se forman en los discos rotativos tales como grosor y rugosidad, conforme a (Bintanja, Van Der Erve, & Boelhouwer, 1974) tales efectos no son tomados en cuenta en la bibliografía debido a los escasos estudios realizados sobre el tema.
El “microbreaking” que es un pequeño rompimiento de la película liquida que no incorpora significativamente aire pero si causa turbulencia este fenómeno es complejo y permanece en estudio de acuerdo a lo manifestado por (Martínez Barrios, 2015).
28 1.3.Bases conceptuales
Agentes tensoactivos: Es la aglomeración de moléculas de gran volumen, levemente solubles en agua, estos generan espuma en la superficie del agua residual vertidos en los cuerpos de agua y en las plantas de tratamiento, comúnmente la espuma generada se concentra en la interfase gas-liquido. Otra manera de nombrar a los agentes tensoactivos según (Metcalf & Eddy, 1995), “son sustancias activas al azul de metileno (MBAS)”.
Concentración de OD: Se define como la cantidad actual de 𝑂2 disuelto que contiene el agua a una temperatura determinada. También se establece como el porcentaje de saturación. La unidad de la concentración se da en miligramos por litro ⌈𝑚𝑔
𝐿 ⌉o en partes por millón (ppm).
Demanda bioquímica de oxigeno: Es un parámetro de contaminación cuya determinación se encuentra relacionada con la cantidad de OD que usan los microorganismos para la oxidación de materia orgánica, la medida de esta demanda es aplicable para aguas superficiales y residuales.
Demanda química de oxigeno: Mide la materia orgánica de aguas naturales, industriales y residuales, para medir este parámetro se utiliza un agente químico oxidante el cual es equivalente a la cantidad de oxigeno de la materia orgánica que podrá oxidarse.
Difusión: Movimiento de un componente por medio de una mezcla, el fenómeno de difusión es causado por la gradiente de concentración de dicho componente que tiende a difundir, según lo expuesto por (McCabe, Smith, & Harriott, 1991), “un gradiente de concentración tiende a mover el componente en una dirección tal que iguale las concentraciones y anule el gradiente”
Oxígeno disuelto: Parámetro importante en los procesos aeróbicos ya que es utilizado para la respiración de los microrganismos, no obstante, el 𝑂2 tiene baja solubilidad en agua y depende de muchas variables como: presión parcial del gas, temperatura, pureza del agua.
Solubilidad: “Composición analítica de una mezcla o solución que está saturada con uno de los componentes de la mezcla o solución, expresada en términos de la proporción del componente designado en la mezcla o solución designada”, (IUPAC, 2008).
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