Università degli Studi di Perugia - Dipartimento di Ingegneria Industriale
Prof. Francesco Castellani - Email: [email protected]
PROGETTAZIONE DEI BIOREATTORI
N.B. LA SCELTA DELLA CONFIGURAZIONE E DELLE
SOLUZIONI TECNICHE VIENE SEMPRE EFFETTUATA
SULLA
BASE
DI
CONSIDERAZIONI
TECNICOECONOMICHE
Nella progettazione va scelto:
1. Il tipo di bioreattore
2. Il tipo di alimentazione
3. Il tipo di controllo
4. Il sistema di agitazione
5. Il sistema di scambio termico
6. Il sistema di gestione dei flussi gassosi
……….
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BIOREATTORI AD AGITAZIONE MECCANICA
1) 70-80% del volume è liquido
2) La forma più semplice e meno costosa è con
AR=1 (minima superficie per volume) ma spesso
ci vogliono AR più alti per esigenze legate al
trasferimento di massa
3) Spesso inducono la formazione di schiuma
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BIOREATTORI AD AGITAZIONE MECCANICA
Andamento della superficie laterale a parità di volume
9
Superficie laterale
8
7
6
5
0
2
4
6
Fattore di Forma
S( VAR)    AR 
2
2
3
3
     4 V 



2    AR 
   AR 
4 V
8
10
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BIOREATTORI A COLONNA DI BOLLE
uG = velocità gas
uL =velocità liquido
D = diametro
H = altezza
N.B. Questa tipologia realizza
gradienti di velocità (shear-rate) più
bassi
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BIOREATTORI A COLONNA DI BOLLE:
OMOGENEITA’ DEL FLUSSO
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BIOREATTORI AIRLIFT
•Grazie ai bassi gradienti di
velocità (shear-rate) possono
essere impiegati per colture di
piante e cellule animali
•Sono molto sensibili
geometria del sistema
alla
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BIOREATTORI A LETTO
FLUIDO
BIOREATTORI A LETTO
SOLIDO
Sconsigliati per colture con produzione di
gas importante in quanto c’è il rischio che il
volume gassoso rimanga intrappolato.
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BIOREATTORI A LETTO SOLIDO CON
RICIRCOLAZIONE
La ricircolazione è utile per pulire il brodo dai
detriti ed evitare il bloccaggio del pacco