lunes, 6 de diciembre de 2010

TIPOS DE BOMBAS

DEFINICIÓN.- La bomba es una máquina que absorbe  energía mecánica que puede provenir de un motor eléctrico, térmico, etc.,  y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro,  a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.

CLASIFICACION

Se pueden considerar dos grandes grupos: Dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).
     BOMBAS DINÁMICAS.
  • BOMBAS CENTRIFUGAS. Son aquellas en que el fluido ingresa a ésta por el eje y sale  siguiendo una trayectoria periférica por la tangente.

  • BOMBAS PERIFÉRICAS. Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía  No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica.
La verdadera bomba turbina es la usada  en centrales hidroeléctricas tipo embalse llamadas también  de Acumulación y Bombeo, donde la bomba consume potencia; en determinado momento, puede actuar también como turbina para entregar potencia.

·        BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.  Estas bombas  guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara.  Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor).
Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas.

o       BOMBAS RECIPROCANTES.- Llamadas también alternativas, en estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa.  La característica de funcionamiento es sencilla.

o      BOMBA ROTATORIA.- Llamadas también rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio, y son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muchas aplicaciones según el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga.



DISEÑO DEL FERMENTADOR

DISEÑO DEL FERMENTADOR
La función principal de un fermentador es la de proporcionar un medio ambiente controlado que permita el crecimiento eficaz de las células y la formación del producto. El fermentador típico moderno de laboratorio se ha diseñado como una unidad sofisticada con las características y la instrumentación necesarias para llevar a cabo una gran variedad de procesos de fermentación, a la hora de discutir de los fermentadores piloto, están hechos específicamente para unos procesos y lograr una mayor eficacia, en consecuencia tiene características especificas para un proceso de producción en particular.

Condiciones para operar en medio aséptico

Muchos biorreactores tiene que trabajar en condiciones asépticas utilizando un inoculo puro del microorganismo y excluyendo los organismos contaminantes; por consiguiente, el biorreactor, al igual que la red de tuberías asociadas, ha sido diseñado como un recipiente a presión de tal forma que tanto el sistema como el medio que contenga puede esterilizarse a la temperatura /presión adecuadas, un mínimo de 121° C/15 así durante 15-30 minutos. Las válvulas utilizadas en las secciones esterilizables deben ser utilizadas en condiciones asépticas. Las válvulas de estrangulamiento y las de diafragma son particularmente adecuadas, puesto que su mecanismo de operación esta separado del medio líquido o gaseoso por un tubo o un diafragma flexible. Los puntos de entrada al recipiente y el proceso para añadir y eliminar gases o líquidos al/del reactor durante la fermentación también deben estar diseñados de forma que mantengan las condiciones asépticas.

El diseño de biorreactores es una tarea de ingeniería bastante compleja. Los microorganismos o células son capaces de realizar su función deseada con gran eficiencia bajo condiciones óptimas. Las condiciones ambientales de un biorreactor tales como flujo de gases (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.), temperatura, pH, oxígeno disuelto y velocidad de agitación o circulación, deben ser cuidadosamente monitoreadas y controladas.
La mayoría de los fabricantes industriales de biorreactores usan recipientes, sensores, controladores y un sistema de control interconectados para su funcionamiento en el sistema de biorreacción (ver PLC).
La misma propagación celular (fenómeno conocido en inglés como Fouling) puede afectar la esterilidad y eficiencia del biorreactor, especialmente en los intercambiadores de calor. Para evitar esto, el biorreactor debe ser fácilmente limpiable y con acabados lo más sanitario posible (de ahí sus formas redondeadas).
Se requiere de un intercambiador de calor para mantener el bioproceso a temperatura constante. La fermentación biológica es una fuente importante de calor, por lo que en la mayor parte de los casos, los biorreactores requieren de agua de enfriamiento. Pueden ser refrigerados con una chaqueta externa o, para recipientes sumamente grandes, con serpentines internos.
En un proceso aerobio, la transferencia óptima de oxígeno es tal vez la tarea más difícil de lograr. El oxígeno se disuelve poco en agua (y aún menos en caldos fermentados) y es relativamente escaso en el aire (20,8 %). La transferencia de oxígeno usualmente se facilita por la agitación, que se requiere también para mezclar los nutrientes y mantener la fermentación homogénea. Sin embargo, existen límites para la velocidad de agitación, debidos tanto al alto consumo de energía (que es proporcional al cubo de la velocidad del motor) como al daño ocasionado a los organismos debido a un esfuerzo de corte excesivo.
Los biorreactores industriales usualmente emplean bacterias u otros organismos simples que pueden resistir la fuerza de agitación. También son fáciles de mantener ya que requieren sólo soluciones simples de nutrientes y pueden crecer a grandes velocidades.

MODOS Y TIPOS DE FERMENTACION

En los procesos industriales las fermentaciones se llevan a cabo en un reactgor que se conoce como fermentador de forma general se puede decir que un fermentador es aquel lugar donde ocurre la fermentación, el fermentador debe estar equipado con sistemas computarizados para control de parámetros como son pH y temperatura que son parámetros que se manipulan al hacer el yogurt, donde se fermenta este producto.
Los fermentadores pueden utilizarse en 3 modos comunes de operación, el más común es el de tanda o batch. En el cual una cantidad fija de materia prima se prepara y se introduce en el fermentador, el fermentador se inocula con el microorganismo seleccionado y el proceso de fermentación ocurre durante un periodo de tiempo específico, el producto fermentado se extrae al finalizar el proceso, este tipo de fermentaciones se llevan con o sin agitación.
El segundo modo de operación es conocido como Fed-Batch, en estas fermentaciones se introduce la materia prima a procesarse a principio del proceso, se inocula con el microorganismo deseado comenzando así la fermentación. Posteriormente y utilizando un criterio pre-establecido para la razón de alimentación, la materia prima se añade durante el tiempo de alimentación.
Existen 2 tipos principales: por incrementos y volumen fijo.
El tercer modo es el modo continuo, en este modo de operación se opera el fermentador con una razón de alimentación, del sustrato de igual magnitud a la razón de extracción del producto por lo cúal el volumen de operación se mantiene constante, esto permite al operador trabajarlo por varios periodos de tiempo sin necesidad de preparar inóculos, eliminando repetidos periodos de masa celular que consumen una gran cantidad de tiempo.

BEBIDAS FERMENTATIVAS

CERVEZA Se denomina cerveza a una bebida alcohólica, no destilada, de sabor amargo que se fabrica con granos de cebada u otros cereales cuyo almidón, una vez modificado, es fermentado en agua y frecuentemente aromatizado con lúpulo. De ella se conocen múltiples variantes con una amplia gama de matices debidos a las diferentes formas de elaboración y a los ingredientes utilizados. Generalmente presenta un color ambarino con tonos que van del amarillo oro al negro pasando los marrones rojizos. Se le considera "gaseosa" (contiene CO2 disuelto en saturación que se manifiesta en forma de burbujas a la presión ambiente) y suele estar coronada de una espuma más o menos persistente. Su aspecto puede ser cristalino o turbio. Su graduación alcohólica puede alcanzar hasta cerca de los 30% vol., aunque principalmente se encuentra entre los 3 y los 9% vol.
existen tres tipos de levadura que definen dos tipos principales de cervezas. Lager (baja fermentación) y Ale (alta fermentación), describiéndose dentro de estas últimas también el grupo de las de fermentación espontánea.
VINO
La fermentación es la parte principal del proceso de la elaboración del vino, en realidad el vino no puede elaborarse de forma alguna sin la fermentación. La fermentación tiene como principal efecto la conversión de los azúcares del mosto en alcohol etílico. El organismo capaz de elaborar la fermentación son las levaduras del género de las Saccharomyces y las especies más abundantes son la S. cerevisiae y la S. bayanus (asociada con la producción del vino de jerez), estas especies tienen a su vez otras sub-especies como la montrachet, la epernay, la steinberger, etc. cada una de ellas objeto de una selección artificial hecha durante tiempo con el objeto de mejorar aspectos sutiles de la tolerancia a ciertos niveles de pH, contenido de alcohol, dióxido de azufre (SO2), etc
TUBA
La tuba es una bebida exótica y es típica de las regiones tropicales. Proveniente de la palma de coco y se obtiene al cortar completamente el racimo de cocos justo antes de que las flores abran. El líquido gotea en recipientes que se dejan durante días y se recoge lo acumulado cada mañana.
El proceso de fermentación de la tuba es similiar al de cualquier bebida frutal. Si se deja fermentar se obtiene una bebida embriagante similar al pulque.
PULQUE
El pulque es una bebida alcohólica que se fabrica a partir de la fermentación del jugo o aguamiel del agave o maguey, especialmente el maguey pulquero (Agave salmiana). Actualmente su producción se realiza principalmente en el estado de Hidalgo.
TEPACHE
El término Tepache en México es utilizado para nombrar una bebida obtenida por la fermentación de los azúcares de alguna fruta, es también conocido como Chicha en algunos países del centro y sur de América, se obtenía antiguamente de la fermentación de la masa simple del maíz en agua, aunque hoy en día es más común la proveniente de la fermentación varias tipos de fruta (generalmente cáscaras de piña) y azúcar o piloncillo en agua hervida, la cual se deja fermentar de 4 a 6 días.
SIDRA
La sidra es una bebida alcohólica de baja graduación (menos de 3º en el caso del francés Cidre Doux, una sidra dulce, hasta un máximo de 8º) fabricada con el zumo fermentado de la manzana.
El proceso de producción es artesanal: Después del verano se recolecta la manzana que se apila en prensas de sidra. La manzana se prensa, se deja fermentar 5 meses aproximadamente.
CAVA
Del método tradicional propiamente decir que empieza con el tirage, el embotellamiento del vino base añadiendo el licor de tirage. Es una mezcla de vino blanco, de azúcar y de levaduras que, al fermentar, producirán el dióxido de carbono y el aroma característico.

TIPOS DE FERMENTACIONES
La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético.La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino. La fermentación acética es un área de estudio dentro de la cimología.

La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico.

La fermentación butírica (descubierta por Louis Pasteur) es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.

La fermentación láctica es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico.
Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la fermentación láctica también se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica. Cuando el ácido láctico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados con la fatiga muscular. Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a obtener energía por medio de la fermentación láctica; por el contrario, el parénquima muere rápidamente ya que no fermenta, y su única fuente de energía es la respiración aeróbica.