DEFLECTORES

También conocidos como bafles, son laminas verticales de metal unidas a la pared del tanque por medio de corchetes, que se encargan de reducir los vórtices del líquido y por lo tanto mejoran la mezcla en el fluído.
Por lo general, para prevenir la formación de vórtices en el fluído es suficiente colocar cuatro deflectores regularmente espaciados. Para líquidos de alta velocidad, su misma resistencia a fluir, amortigua la formación del vórtice al grado que el ancho de los deflectores puede reducirse.
En el caso de fluidos viscosos se puede colocar los bafles a una distancia de la pared igual al ancho del bafle para poder evitar zonas estancadas detrás de ellos.

Los deflectores obligan al líquido a realizar un recorrido sinuoso a través del tanque; desviando a las partículas cuando aparecen dentro de su región, rompen el movimiento circular que imponen las paletas de la turbina o el agitador al líquido y generan mayor turbulencia, mejor mezclado y una mayor transferencia de calor; son dispositivos amortiguadores de la turbulencia, pero sin dañar el tejido o la pared celular del microorganismo.

uasb_fig_1.jpg


Para aumentar la eficiencia del mezclado, se pueden instalar unos deflectores en la pared del tanque, así se evita que el fluido gire como un sólido rígido y se aumente la vorticidad. En un tanque sin deflectores, el flujo circular es inducido por todo tipo de rodetes; si los remolinos son intensos, el tipo de flujo dentro del tanque es esencialmente el mismo independientemente del diseño del rodete.


Aumentando la turbulencia en el líquido se aumenta el coeficiente de transferencia de calor. Para inducir esta turbulencia fuera de los tubos, es costumbre emplear deflectores que hacen que el líquido fluya a través de la coraza en ángulo recto con el haz de tubos. Estos causa una considerable turbulencia aun cuando por la coraza fluya una cantidad pequeña de líquido. Los deflectores también son utilizados como soporte del haz de tubos a fin de que éstos no se pandeen a lo largo del intercambiador.


Hay varios tipos de deflectores, los deflectores de disco y corona, los deflectores de orificio, y los más usados son los deflectores segmentados, los cuales son hojas de metal perforadas cuyas alturas son generalmente 75 % del diámetro interior de la coraza.


segmentado.jpg



disco_y_corona.jpg


orificio.jpg

DIBUJO 2. TIPOS DE DEFLECTORES











Parámetros de Diseño


Los fermentadores más utilizados en bioprocesos son los tanques agitados, que contemplan el 93% de toda la producción biotecnológica. La altura del líquido normalmente debe llenar el 75% de la altura del tanque, con el fin de facilitar la manipulación del fluido. La altura del tanque debe ser aproximadamente el doble del diámetro del tanque.

La agitación en bioprocesos en la mayoría de casos se suministra por una turbina de disco de 6 hojas perpendiculares, tipo Rushton, con un diámetro de 1/3 del diámetro del tanque y colocada a una distancia a la base del tanque igual a un diámetro del impelente. El ancho de las paletas del agitador Rushton debe ser del 20% del diámetro interno del agitador, mientras que el largo deber ser del 25% del diámetro interno del agitador. La cantidad de deflectores, en la mayoría de casos, son colocados en números pares igualmente espaciados con un ancho igual a 1/10 o 1/12 del diametro del tanque, para prevenir la formación de vórtices.

El uso de la turbina tipo disco evita que se produzca la canalización del gas por el eje del impelente y ayuda a lograr una correcta dispersión del gas en el líquido. Hay que tomar en cuenta que los parámetros de diseño dependen en gran parte de la viscosidad del líquido y de sus constantes k (indice de consistencia) y n (indice de comportamiento de flujo).

Ubicación en el tanque:
Para líquidos de baja viscosidad, los deflectores se colocan perpendicularmente a la pared. Los deflectores también pueden montarse separados de la pared a una distancia de 1/50 el diámetro del tanque o formando un ángulo. Estas disposiciones evitan la sedimentación y la formación de zonas estancadas al lado de los deflectores durante la mezcla de suspensiones viscosas de células. Excepto en tanques muy grandes, son suficientes cuatro placas deflectoras, para evitar la formación de vórtices. Cuando el rodete entra en el tanque de forma lateral, está inclinado o desplazado del centro, no son necesarios los deflectores.
deflectores.png



A continuación se muestra de forma experimental los cambios que produce la aplicación de deflectores en la generación de regímenes turbulentos, se puede observar que en un principio, al no existir blafles, el fluido tiende a formar vórtices a las mismas rpms y que las partículas en el líquido no son distribuidas homogéneamente. Al colocar un deflector en las mismas condiciones se pierde el régimen laminar y aumenta el régimen turbulento, por lo tanto las partículas presentes en el medio se distribuyen de forma más homogénea.













El siguiente video muestra la separación de la capa límite de un fluido alrededor de una laminar plana (deflector) situada perpendicularmente a la dirección del flujo. Al producirse un cambio brusco en la dirección del flujo, esta situación produce que el fluido no mantenga la forma del sólido lo que conlleva consigo la formación de una estela con una gran pérdida de energía que toma del flujo externo. Si se quieren evitar pérdidas de presión en el fluido debería minimizarse la formación de estelas que generan remolinos y el aumento de un régimen turbulento.










Agitacion y mezclado
View more PowerPoint from sussyvi