Un modelo para determinar el coeficiente de transferencia de masa de oxígeno en biorreactores

El objetivo de este trabajo es presentar un modelo mecanicista validado experimentalmente para predecir el coeficiente de transferencia de oxígeno (Kla) en tanques de aireación para diferentes temperaturas del agua. Utilizando datos experimentales creados por Hunter y Vogelaar, la fórmula reproduce con precisión los resultados experimentales para el Kla normalizado a 20 0C, comparativamente mejor que el modelo actual utilizado por ASCE 2-06 basado en la ecuación Kla20 = Kla. (¿)(20-T) donde T está en 0C. Actualmente, los valores comunicados para ¿ oscilan entre 1,008 y 1,047. Al tratarse de una función geométrica, puede producirse un gran error si se utiliza un valor incorrecto de ¿. El establecimiento de dicho valor para un sistema de aireación sólo puede hacerse mediante series de pruebas a escala real sobre un rango de temperaturas requerido. El nuevo modelo predice los coeficientes de transferencia de oxígeno con un error del 1% en comparación con las mediciones observadas. Se trata de un gran avance, ya que la predicción correcta del coeficiente volumétrico de transferencia de masa (Kla) es un paso crucial en el diseño, funcionamiento y ampliación de biorreactores, incluidos los tanques de aireación de las plantas de tratamiento de aguas residuales, y la ecuación desarrollada permite hacerlo sin recurrir a múltiples pruebas a escala real.