Calcular a taxa de aeração em um processo em batelada, conduzido em biorreator de volume nominal igual a 10 \mathrm{~m}^{3}, contendo mosto em volume correspondente a 80 \% de sua capacidade, aerado a uma vazão de 240 \mathrm{~m}^{3} / hora.

Passo 1

O enunciado pede que a gente calcule a taxa de aeração em um biorreator de volume nominal de 10,m³, contendo mosto em 80\% desse volume, e submetido a uma vazão de ar de 240,m³/h. O conteúdo aqui é o cálculo da taxa de aeração volumétrica, que normalmente expressamos em trocas de volume por hora ( \mathrm{h}^{-1}) ou em vvm (volumes de gás por volume de líquido por minuto). Para resolver isso precisamos (1) obter o volume de mosto e (2) dividir a vazão de ar por esse volume.

Passo 2

Calcular o volume de mosto no biorreator. Como ele está a 80\% da capacidade de 10,m³, temos
V_{\text{mosto}} = 0{,}8 \times 10\;\mathrm{m}^3 = 8\;\mathrm{m}^3.

Passo 3

Determinar a taxa de aeração em trocas de volume por hora ( \mathrm{h}^{-1}). Basta dividir a vazão de ar pelo volume de mosto:
\text{taxa}_{\mathrm{h}^{-1}} =\frac{240\;\mathrm{m}^3/\mathrm{h}}{8\;\mathrm{m}^3} =30\;\mathrm{h}^{-1}.

Passo 4

Converter para vvm, que é o volume de gás por volume de líquido por minuto. Primeiro transformamos 240,m³/h em m³/min:
240\;\mathrm{m}^3/\mathrm{h}\times\frac{1\;\mathrm{h}}{60\;\mathrm{min}} =4\;\mathrm{m}^3/\mathrm{min}.
Em seguida dividimos por V_{\text{mosto}}=8,m³:
\text{taxa}_{vvm} =\frac{4\;\mathrm{m}^3/\mathrm{min}}{8\;\mathrm{m}^3} =0{,}5\;vvm.

Resposta

A taxa de aeração é de
30 h⁻¹, o que equivale a 0,5 vvm.

Exercícios relacionados