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Molino de perlas 1 — Transcript

by Omar Gonzalez Ortega, PhD · 2,097 words · 394 segments · language en · Watch on YouTube

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0:01ahora vamos a continuar con el molino de
0:03perlas o con rosas en celular
0:07animado perlas
0:09ya vemos un vídeo de su operación no
0:12algo de teoría
0:15y lo que vamos a hacer aquí es la
0:18descripción cómo lo vamos a caracterizar
0:20matemáticamente
0:22y para eso vamos a ver
0:28en operación
0:31intermitente o por lotes
0:36la operación continua
0:41y industrialmente como ya establecido
0:43pero de manera continua
0:49pero se persiguen entonces cosas
0:51diferentes aquí como ya digo esta
0:54operación industrial
1:00y lo que buscamos aquí es predecir
1:05el nivel de rompimiento
1:13mientras que en operación intermitente
1:16no se persigue predecir el nivel del
1:18comportamiento más bien se persigue
1:22realizados
1:26alimentos
1:34para obtener constantes
1:37de rompimiento
1:42contábamos más a detalle qué es eso en
1:46este momento es que estás una vez que se
1:49determina el valor de esas constantes es
1:51que puedes hacer esto
1:54entonces son importantes los dos voy a
1:57empezar entonces con la operación
2:00intermitente que es pues relativamente
2:05es relativamente sencilla
2:10entonces
2:17sólo vamos a tener pues un plan que lo
2:21vamos a representar pues como un tanque
2:24y en ese tanque que está sometido
2:28agitación
2:31tenemos las perlas
2:37y esto va a representar a las perlas
2:43y lo demás pues es la suspensión celular
2:47donde andan las células que queremos
2:50a comentar
2:58bueno si hacemos puesto que está aquí
3:00puesto que está agitado podemos hacer un
3:03balance no creo es cómico
3:10despreciar puesto a la transferencia de
3:12más es sólo quedarnos con la genética
3:13del ser el balance macroscópico
3:16de proteína liberada
3:20entonces ya en el vídeo
3:24en un vídeo anterior hable de cómo
3:27podemos medir el rompimiento y yo no era
3:29a través de ellos
3:32actividad enzimática a eso me refiero
3:35pues con proteína liberada entonces
3:37vamos a hacer su actividad enzimática
3:39como medida de rompimientos
3:42y el balance va a ser sobre esa proteína
3:46se les escribo la ecuación general
3:50del balance de macroscópico de masas
3:58así aprendieron transferencia de masa no
4:03hay entradas ni salidas de proteína
4:05liberada entonces están por corrientes
4:09el término de liberación lo vamos a ver
4:11como si fuera una reacción donde estamos
4:15liberando esa proteína nos vamos a
4:18quedar con el término positivo del signo
4:21más en el signo positivo
4:25y aquí es donde va a estar en acción ese
4:27término va a estar la liberación de
4:29proteínas
4:32que provoca que la masa en este sistema
4:35con el tiempo
4:39voy a escribir de la siguiente manera
4:43acumulación el bm
4:47de el dt
4:49escribir y ahorita explicó las lo que
4:52estoy escribiendo
4:58en nuestra ecuación
5:00una acumulación y el término la realidad
5:02es usado como si tuviéramos como una
5:03reacción de liberación
5:06voy a escribir que representan las
5:08variables
5:11por aquí
5:13es el volumen libre de molino
5:23que sería el volumen de nuestras
5:26suspensiones nada más
5:30quitando pues
5:32quitando las perlas quitando los estados
5:35de ese volumen completa se refiere ven
5:38aquí al final es irrelevante el que deba
5:40cancelar ahí está él dimensionalmente
5:42consistente negarles la concentración de
5:45proteína liberada
5:54es acá entonces una constante que la
5:56vamos a llamar constante de rompimiento
6:09cumplimiento
6:14y aquí a un lado escribiré algo de
6:16información de estaca
6:24dependen
6:27depende de qué
6:29el tipo de célula es característica de
6:33una célula
6:37y depende de nuestras las condiciones de
6:40nuestro paladar de nuestra operación del
6:41tipo de célula de la concentración
6:43celular
6:45de nuestra suspensión como tal de la
6:48temperatura constante cinética
6:52y de las propiedades del sistema con una
6:55velocidad del agitador
7:02entonces depende de variables
7:05operacionales de nuestra suspensión y al
7:08mismo tiempo pues de la célula en
7:10particular
7:11cuando se hace la operación intermitente
7:13esencialmente lo que se busca es
7:15determinar dos cosas es el valor d
7:19estaca
7:21y el valor de esta arena
7:24adn
7:27rm es la concentración máxima
7:31de proteína liberada de actividad
7:33enzimática
7:38aquí en pequeño les voy a hacer en un
7:41vídeo anterior establecimos
7:44aquí ya va a ser con variables ere y
7:46tiempo
7:47que midiendo actividad enzimática pues
7:49como medida de liberación es lo que
7:52establecí es que va a ir aumentando
7:54conforme rompes pero eventualmente vas a
7:55llegar a un máximo
7:58y cuando ya se rompieron todas las
8:00células ese valor
8:03de ese máximo es el ssd max que estoy
8:07rm más bien
8:10que estamos definiendo
8:13aquí
8:17entonces esos dos valores los podemos
8:20obtener del mismo diseño de experimentos
8:22que hagamos entonces esencialmente lo
8:26que vamos a hacer
8:28es generar datos en esta curva que yo
8:31hice pero van a ser datos
8:34datos experimentales
8:36donde empezamos en cero y pues vamos
8:38determinando cómo esto va aumentando
8:41entonces nosotros vamos a estar tomando
8:43muestras conforme pasa el tiempo
8:45midiendo actividad y construimos esta
8:48cola
8:50y esa curva lo que vamos a hacer es es
8:53ajustarla
8:55a nuestro modelo a esta ecuación
8:59elimina la vuelva a escribir elimina
9:00cosas
9:02pero esa es la idea generar los datos a
9:05ajustar la ecuación a esos datos
9:08y determinar el valor de acá y rm
9:14y voy a escribir por acá ya la ecuación
9:15cancelando bm
9:22y eso nos queda
9:26y antes de hacer la integración voy a
9:28hablar de este término que está aquí
9:31es a nuestro presenta una diferencia
9:36diferencia asociada
9:40a la proteína que aún no se ha liberado
9:50y es una especie de fuerza impulsora
9:52entonces
9:55el rompimiento entonces y vuelvo a hacer
9:58acá el diagrama
10:04contra el tiempo y estamos midiendo
10:07experimentales
10:10lo que podemos ver es que r empieza en
10:13cero y su valor más grande pues va a ser
10:15este el re igual
10:18entonces este
10:21cuando vale cero
10:23tu fuerza impulsora
10:26y si es igual a 0
10:28fuerza impulsora sería nada más rm
10:32escribir
10:40sería rm
10:43mientras que cuando andas por acá si es
10:47recibo a la rm puesto fuerza impulsora
10:49es igual a cero
10:52entonces por eso es que se puede ser que
10:55es una fuerza impulsora del rompimiento
10:57empiezas en un valor muy grande que es
10:59este y empiezas a disminuir hasta
11:02alcanzar este valor de cero conforme vas
11:04avanzando en este color
11:08entonces ahora si esa ecuación la
11:10podemos integrar con este límite que
11:12está acá
11:13tiempo igual a cero no vemos no hay
11:16liberación
11:18entonces integrando
11:23y vamos a obtener por la ecuación
11:25clásica
11:27cinética del primer orden
11:32qué es lo que vamos a estar usando
11:35caracterizar este molino de perlas en
11:37operación por lotes
11:40es común por ahí en el libro pueden
11:42encontrar actividades como ya estables y
11:45que es lo común es medir actividades
11:46aquí está como concentración de proteína
11:48la actividad
11:51lo voy a llamar
11:53y de sus cursos de cinético pues ya
11:55saben que la actividad
11:57es proporcional a la concentración de
12:00proteína entonces esta ecuación en azul
12:02la podemos escribir también en función
12:04de actividades
12:11las constantes que obtengamos pues deben
12:14ser las mismas
12:16debido a esta proporcionalidad entonces
12:18esa actividad máxima
12:21cuando ya se rompieron todas las células
12:26máxima de la enzima que se esté
12:28siguiendo
12:32estas son las ecuaciones para
12:34caracterizar que entregan todos en la
12:36misma para caracterizar el
12:38el mono de perlas en operación
12:42por lotes bombacha que pasa así
12:47lo queremos obtener su bueno antes de
12:49pasar una operación continua recalcó que
12:52lo principal de lo que vamos a hacer es
12:55los datos experimentales
13:01vamos ajuste más bien la ecuación la
13:04vamos a ajustar
13:07a esos datos
13:10y nuestros parámetros de ajuste pues
13:12está acá y srm
13:16en el mismo una vez que generemos estos
13:19datos de acá obtenemos esos dos valores
13:22y como ya dije acá atrás es
13:26característico de nuestro sistema de
13:28nuestras células
13:30de nuestras condiciones de operación y
13:32una vez que se detrae una ampliación
13:34característicos de ella y entonces si
13:36podemos pasarnos a operación contiene
13:37tratar de predecir pues qué nivel de
13:40rompimiento vamos a alcanzar en 1
13:42un molino de perlas industrial
13:46entonces voy a representar el molino
13:50lo que hicimos
13:52cierto volumen es esta
13:56está en agitación
14:02en las perlas
14:06no sólo representa las zonas y a
14:08diferencia de
14:10del otro pues ahora sí tenemos una
14:12entrada en suspensión y una salida
14:16en señal de entrada a nuestro balance
14:18entonces es diferente
14:21hay que considerar entradas y salidas o
14:23al menos las salidas
14:29el problema que se va a presentar es el
14:31siguiente
14:35todos conocemos el concepto de tiempo de
14:38residencia de lo comenté por ello en un
14:40vídeo
14:45y está definido como ese volumen de
14:48nuestra suspensión entre el flujo
14:50volumétrico
14:52este es el volumen libre
14:56y ese es el flujo volumétrico
15:00en la velocidad a la que alimentamos y
15:03retiramos material es decir esta entrada
15:06dice y estatales para mantener el nivel
15:08del tanque
15:12entonces todos conocemos el tiempo de
15:14presencia no se sienten vamos que se
15:17refiere pero esto es algo ideal
15:23y en el siguiente sentido si pudiéramos
15:25seguir un elemento de fluido desde el
15:27momento en que entra
15:29entonces vamos a pensar qué
15:33este
15:35este cuadrado es mi elemento de fluido
15:37que entra y yo lo pudiera seguir
15:40y determinar en qué tiempo sale
15:44el tiempo que le lleva es el tiempo de
15:47residencia
15:49el problema es
15:53que hay elementos de fluido que
15:55permanecen más tiempo en este tiempo de
15:58residencia es ideal en el sentido de que
15:59estás estableciendo que todos
16:01transportan qué elemento de frío todos
16:03permanecen en el mismo tiempo dentro de
16:06nuestro molino y están sujetos entonces
16:09al mismo nivel de rendimiento
16:12el problema es que la realidad eso no es
16:14cierto
16:16hay elementos de fluidos
16:20pero representantes
16:23el círculo morado
16:25qué
16:27van a terminar saliéndose pero a lo
16:29mejor sigue en esta trayectoria
16:34dentro del molino
16:36y terminan saliendo entonces claramente
16:39ya hubo diferencias en tiempos de
16:41residencia
16:44y esa es la situación real
16:47y el problema es que
16:50las células en este elemento de fluido
16:55tienen mayor nivel de rompimiento porque
16:57permanecieron más tiempo dentro del
17:00tanque o del molino
17:03comparadas con las otras que
17:06permanecieron menos tiempo o el tiempo
17:08ideal pues tienen menor nivel de
17:10rompimiento
17:19y la situación es que lo que sea que
17:21esté saliendo acá y que tú quieras es
17:23decir pues debe tomar en cuenta todos
17:25los todos estos elementos de fluido y
17:28decir ha puesto todo en cuenta este
17:30robot se rompieron muchas células tomó
17:31en cuenta este se rompieron menos algo
17:33de alguna manera un promedio y eso es lo
17:36que sale acá
17:39real de rompimiento real por llamarlo de
17:42alguna
17:45entonces la operación continua ya de
17:47esta pieza para cualquier tanque
17:49el concepto esté mezclado perfecto no
17:53existe
17:54estamos hablando de mezclado imperfecto
17:56porque porque te cuesta mucho dinero
17:59agita
18:02esta es la realidad y tendremos que
18:05hacer algo entonces para poder contar
18:08que tanto contribuyen todos los
18:10elementos de fluido que entren con el
18:12tiempo residencia que tengan ya sea que
18:15sea el ideal que sea menor que el ideal
18:18porque sé lo que va a pasar también va a
18:19haber elementos de fluidos que se salen
18:22más rápido que el tiempo que tú
18:23calculada con esta ecuación y hay
18:25elemento este fluido que tardan mucho
18:27más tiempo entonces los que estarán
18:29menos tiempo contribuyen poco al
18:31rompimiento los que estarán más tiempo
18:32contribuyen más pero al final pues hay
18:34que consumar los y considerarlos a todos
18:36para describir este nivel de rendimiento
18:39real
18:42no sé si conozcan grado de mezclado lo
18:45más seguro es que no
18:47entonces el siguiente vídeo voy a voy a
18:50hablar de él
18:52de como como es que de manera práctica
18:55hacemos lo que estoy diciendo el
18:57mezclado no lo vamos a poder hacer
18:58perfecto más bien aceptamos que es
19:00imperfecto y como lo analizamos para
19:03meter esa imperfección en el sentido de
19:05tiempo de residencia de diferentes de
19:07los elementos de fluidos que no nos
19:09importe en el sentido del asumamos todo
19:11lo que contribuyen al final puedo decir
19:13apoyar el rompimiento que está saliendo
19:15es el 80% debido a que hubo un elemente
19:18en elementos de fluido donde se
19:20rompieron el 100% y elementos donde el
19:23hongo se rompió del 20 por ciento pues
19:24en el promedio llegamos al 80 por ciento
19:27entonces es importante esto el siguiente
19:31vídeo porque como dije no solo tiene que
19:33ver con aquí con nuestro molino
19:35cualquier reacción en la vida real se
19:38realiza en un reactor donde el mezclado
19:40no es perfecto los elementos de fluido
19:42todos los elementos de fluido no tienen
19:44este tiempo de residencia de manera
19:49entonces lo que aprendan en el siguiente
19:51vídeo pensamientos aplicadas
19:54a la descripción de reacciones
19:57de manera general lo estamos aplicando
19:59para un rompimiento que lo vemos como
20:01una reacción bueno eso es todo

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