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Molino de perlas 3 — Transcript

by Omar Gonzalez Ortega, PhD · 2,818 words · 483 segments · language en · Watch on YouTube

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0:01bueno vamos a continuar
0:06lo que nos quedamos en el vídeo anterior
0:09qué tiene que ver con esto del grado de
0:11mezclado como seguramente fue un
0:14desastre vídeo anterior
0:17voy a recapitular aquí y lo vamos a usar
0:20como dice aquí para el diseño del molino
0:22de perlas entonces el diseño involucra
0:27o poder terminar en el diseño involucra
0:29lo que hemos visto
0:31lo primero es
0:34tener valores
0:39acá
0:41y rm
0:45para el microorganismo en particular
0:54utilizando un proceso por lotes
1:03para esto es común que se tenga un
1:06molino de perlas
1:09a nivel de escala laboratorio y ahí
1:11obtener de ahí obtener esa información
1:14aquí les escribo la
1:17la ecuación que determinamos para el
1:21caso este vez
1:23de la operación por lotes o intermitente
1:29donde ere pues será el nivel de una
1:30media hora el nivel del rompimiento
1:33entonces hay que generar datos
1:35experimentales y ajustar este modelo
1:38para determinar el valor de destaca y el
1:41valor de esta de m
1:43eso es lo primero que hay que hacer
1:44después ya es con el molino
1:48en real
1:56vamos a realizar
2:00el estudio del trazado que es lo que
2:03veíamos
2:05en el vídeo anterior para determinar el
2:08grado de mezclado
2:18entonces ahí con el molino real hay que
2:21hacer el experimento
2:23inyectar nuestro trazador
2:26y generar nuestra curva de concentración
2:29de trazador contra el tiempo
2:31como sea que salgan
2:36en general esta curva de manera
2:38experimental
2:42qué fue lo que veíamos en el vídeo
2:43pasado
2:45y ya establecimos que esta curva es una
2:47medida del grado de mezclado
2:51y final en el como punto 3 pues es
2:53ajustar
2:57el modelo
3:01a esta a estos datos
3:07el modelo fue el que obtuvimos en el
3:09vídeo anterior
3:12a poner por acá cn 30
3:17es igual a nn
3:20teta a la n-1
3:24- en deporte está en tren
3:27en uno factorial ese es el modelo que
3:31vamos a utilizar para hacer
3:34el ajuste de estos datos de manera que
3:37ahora determinamos
3:40el valor de
3:42de esta n
3:46de manera pues que conseguimos que el
3:50modelo pues siga lo mejor que pueda esos
3:52datos que generamos experimentalmente
3:55y ahí ya fijamos entonces cuántos
3:58tanques en serie representan a nuestro
4:00mezclado
4:04y sería el paso 3 una vez que se termina
4:12que se hace es ajuste pues el paso 4
4:15pues ella ahora sí de escribir
4:21el molino
4:27utilizando
4:30el modelo de tanques en series agitados
4:40aquí ya n es conocida
4:47entonces lo que voy a hacer en este en
4:49este vídeo el previstas humanizado y
4:52resumido
4:54en la parte que habíamos del vídeo
4:56anterior y luego como es que lo vamos a
4:58utilizar que es este vídeo
5:00entonces una vez que ya determinamos el
5:02valor de n lo único que hacemos es
5:07eso es volver a escribir o dibujar ese
5:10sistema pero en ella es conocido
5:15aquí lo voy a dejar ganar todavía para
5:18cualquier valor de n que salga pero aquí
5:20ya podremos dibujar 3 4 5 10 tanques lo
5:23que sea que hayamos obtenido del paso 3
5:30y
5:32entonces ya n desconocido
5:35de manera general le voy a llamar este n
5:39el 21 pero entonces ahora voy a utilizar
5:43esto y voy a considerar que aquí adentro
5:45están las perlas
5:48y se están agitando
5:56estas son las perlas
5:59el volumen en cada tanque eso no ha
6:03cambiado sigue siendo
6:05en cada tanque el volumen es bm / / dl
6:09en el que hayamos determinado y el flujo
6:12volumétrico pues eso tampoco ha cambiado
6:18pero ahora no vamos a ya en esta fijo ya
6:21hicimos el trazado
6:23estuve el trazo ya no lo vamos a hacer
6:25en ellas de fijo y entonces pero ya
6:28podemos hacer este esquema y siete
6:30semestres tenemos tres tanques ahí están
6:32las condiciones pero ahora sí vamos a
6:34alimentar
6:36la suspensión celular lo que queremos lo
6:39que lleva las células que queremos
6:41fragmentar
6:45es lo que va a entrar a nuestro pib
6:47hasta nuestro primer tanque
6:49y va a ocurrir el rompimiento en la
6:52primera etapa y luego va a salir el
6:55material entre el segundo tanque se
6:56rompe más y así sucesivamente
6:59lo que queremos predecir es hasta el
7:01final
7:03eres la variable que utilizamos para
7:06determinar mi concentración de proteína
7:08liberada
7:22bm este es el volumen libre del molino
7:25del real
7:29que es el volumen de la suspensión
7:34quitando pues el volumen que contador el
7:36volumen que compran las perlas
7:40y se los pongo es flujo volumétrico pero
7:42ahora de la suspensión
7:53y como son nos pasamos hasta el modelo
7:56en tanques en serie agitados porque el
7:59mezclado es perfecto y entonces puedo
8:02hacer balances microscópicos pero ahora
8:04los voy a hacer para describir el
8:05rompimiento de tal manera que aquí va a
8:09haber una r 1 y 1 de 2 y ésta que les
8:13dibuje que al final que queremos pues es
8:15la r que saldría de nuestro sistema que
8:17en teoría es lo que saliera del del
8:19molino real
8:23entonces hacemos en el balance
8:26balance macroscópico
8:32de proteína liberada lo voy a hacer en
8:34la primera etapa
8:39el balance general que se los pongo otra
8:41vez
8:43como la acción es la entrada a menos el
8:46flujo de salida
8:48al menos lo que sea que se libere por
8:50reacción
8:51ya sabemos que el rompimiento lo dejamos
8:54en ese terminado de reacción como algo
8:56que es positivo
8:58aquí seleccionamos el signo positivo
9:03para él
9:05entonces el balance de proteínas
9:07liberadas como dice aquí
9:10la suspensión pues no lleva proteínas
9:12liberadas entonces para el que estoy
9:16haciendo en la primera etapa
9:19en la etapa 1
9:21estoy haciendo pues el balance acá
9:25entonces para esa primera etapa 90 la
9:28proteína liberada entonces el término no
9:30existe si sale
9:32sale en esta corriente que va por aquí
9:36y se sale también no se genera proteína
9:39por el rompimiento y nos quedamos con el
9:41tema de conversación en las variables
9:43que están aquí él tiene una acumulación
9:44sería bm / n
9:46el cambio de reunión con respecto del
9:48tiempo porque es un sistema quitado y
9:50perfectamente agitado ya saben que la
9:52concentración de uno que está aquí pues
9:54es la misma que está dentro del tanque
9:59sería menos el flujo por la
10:02concentración que sale y el término que
10:05utilizamos para la rompió en celular que
10:09es una cinética del tipo lineal
10:15que lo utilizamos ya para el volumen
10:17para el molino de perlas intermitente en
10:20operación intermitente
10:23ahí está entonces
10:27entonces los pasos ya en este punto
10:31hicimos el paso 1 y ya conocemos rm
10:35entonces de esta ecuación de campo
10:38este valor es conocido y este también el
10:42volumen del molino pues es algo ya
10:44establecido por el equipo o si se está
10:46diseñando entonces algo que se
10:48establecerá
10:49entonces algo conocido no que se va a
10:51conocer su valor del flujo volumétrico
10:52de la operación pues también pudiera ser
10:55una variable de diseño y en el paso 3 lo
11:00que terminaste pues fue el valor de n
11:02tiene un tanto desconocido
11:05de esta ecuación lo que obtienes pues es
11:09es como cambiar r1 si se integra con
11:15respecto del tiempo
11:19hoy podemos obtener la solución en
11:21estado estacionario como esa ventana
11:24voy a usar
11:27etc como variable dimensional
11:36estas recuerden que es el tiempo real
11:38entre
11:40en el tiempo de residencia
11:49el tiempo de residencia es el volumen
11:52libre del molino entre el flujo
11:57si introducimos y si hacemos el cambio
12:00de variable vamos a obtener esta
12:01ecuación
12:16una ecuación es lo que describe lo
12:18podemos integrar
12:21y estamos en una condición de frontera
12:24que sería
12:26/ está igual a 0 que después en tiempo
12:28igual a 0
12:30no hemos liberado proteína r1 debería de
12:33ser cero
12:37y entonces vamos a integrar y vamos a
12:39evaluar de una vez
12:41con tiempo tendiendo a infinito o la
12:45solución pues en estado estacional
12:48y hoy vamos a obtener esta ecuación
12:53para permitir calcular r1 y en estado
12:57estacionario en este caso
13:04ese es el resultado de agarre 1
13:08cuánto es que podemos romperse
13:11en el primer tanque
13:15pero el que perseguimos pues es este de
13:17acá grn entonces hay que seguir hay que
13:19hacer balance en la etapa 2 y así
13:21sucesivamente hasta llegar a la última
13:23etapa solo debo escribir aquí el
13:26resultado
13:27para la etapa n
13:33tenemos esta ecuación
13:51encontramos entonces esta ecuación para
13:54llamar a las tres etapas o cuatro o
13:56cinco lo que sea la n que
13:58que hayamos obtenido en el paso atrás
14:02y esta ecuación es la que entonces
14:03permite establecer el nivel de
14:05rendimiento
14:13y es la que vamos estar utilizando más
14:16de algún problema
14:20en esta ecuación
14:25no voy a reescribir por acá
14:43en esta ocasión aparecen términos que
14:46tienen que ver con la cinética y
14:48términos que tienen que ver con la
14:50operación con el flujo y el volumen y
14:52todos esos van a impactar al valor de
14:56de rn
14:58una vez defino aquí en la eficiencia de
15:00rompimiento
15:07pero no es otra cosa que rn cuánto
15:11romper realmente y cuánto es lo más que
15:13pudiera obtener de proteína que sería
15:16cuando ese fuera igual a rm
15:18por ciento
15:20entonces podemos calcular la eficiencia
15:23de rompimiento
15:30de esta ecuación entonces de esta
15:33ecuación de boya voy a despejar a
15:36resolver para rn entre r m
15:43espero no equivocarme debe de salir esto
15:59es resultar la ecuación en rojo nada más
16:01que ya estaba
16:03resuelta para esta que sería la lea
16:08la fracción de rompimientos x siempre
16:10nos da el porcentaje de rendimiento de
16:12la eficiencia de rompimiento
16:16que persigues tú todo lo que persigue es
16:19esa pues que rn tienda a rm para que
16:22nuestra eficiencia pues nos dé 100% lo
16:25que perseguimos rom para todas las
16:27células porque allá dentro está el
16:28producto de interés
16:31veamos la ecuación
16:36veamos la ecuación
16:40y extrañamos información de cómo ven
16:43pues aquí está un uno
16:46y todo el término de acá es lo que está
16:48haciendo es restar a este 1
16:52entonces lo que queremos es el término
16:54este 15 de naranja pues queremos que
16:56tiende a ser 0 para que alcance el 100%
17:00del rompimiento
17:03es el segundo término después del signo
17:05igual es el que necesitamos que sea
17:06pequeño
17:09viendo así la ecuación como ésta podemos
17:11ver que está elevado a la n
17:14entonces si n es grande o siguen
17:17aumentando deberíamos de romper más
17:20también
17:21debería aumentar la eficiencia
17:22rendimiento y esto tiene sentido si
17:25recordamos los del vídeo anterior de si
17:27es grande el mezclado cada vez es mejor
17:30los elementos de fluido permanecen
17:33si lleven una distribución de tiempos de
17:35residencia pero se acercan al tiempo de
17:37residencia ideal lo que implica que en
17:40cada uno de los elementos el rendimiento
17:42que se alcance es el mismo
17:45y si n tiende a ser todo 12 eso ya
17:48sabemos que hay la distribución de los
17:51tiempos de residencia es muy grande si
17:53hay elementos de fluido que se sale muy
17:55rápido y las células que vayan ahí no se
17:57van a alcanzar a romper o se van a
17:58romper o en un menor grado y hay
18:00elementos que permanecen muchísimo
18:02tiempo y ahí las células se rompen por
18:03completo pero al final esta predicción
18:06de rn que tiene es la acumulación de
18:08todo lo que pasó ahí adentro pero si en
18:11es grande el mezclado es mejor
18:13deberíamos de romper más y como ven
18:15tiene aumenta es el término extracción
18:18el denominador pues va a ser grande o
18:20sea si en es grande el término en el
18:21denominador es grande
18:23hacemos pues que es el segundo término
18:26después del signo igual pues sea un
18:27número pequeño
18:30bueno por otro lado está
18:34voy a escribir sobre este término
18:38tenemos este término allí también en el
18:42denominador
18:47una constante está de rompimiento
18:51en nuestro sistema hay dos tiempos
18:53característicos uno es el tiempo de
18:55rompimiento
18:58cuánto tiempo requiere una célula para
19:01ser fracturada
19:02de acuerdo a lo que sabemos este es el
19:05inverso de esa constante k
19:08y también está
19:10el tiempo de residencia
19:15específicamente está en cada tanque
19:19este es el volumen en cada tanque que
19:24sería el volumen total / n dividido
19:27entre el flujo volumétrico
19:29entonces ésta termina de aquí
19:32este lo voy a amar tiempo de rompimiento
19:35y este va a ser el tiempo de residencia
19:44si lo sustituyó acá entonces en nuestra
19:46expresión obtenemos que esa es la
19:50relación que está ahí es una relación
19:53del tiempo de residencia entre
19:56el tiempo de rompimiento
20:02ese término es este que aparece por aquí
20:05que está en el denominador también y lo
20:08que perseguimos es que el denominador
20:10sea grande para que todo este término de
20:12aquí pues se tiende a ser un número
20:14pequeño
20:16y ya establecimos que n va a contribuir
20:19en ese aspecto pero ahora
20:21específicamente nadamas observando esto
20:24y especifica más específicamente nada
20:27más a los tiempos lo que nos dice es
20:29quieres aumentar el denominador pues
20:31aumenta el tiempo de residencia
20:35que sea mucho mayor que aumenta el
20:39tiempo de residencia
20:41que sea más grande que el tiempo de
20:43rompimiento y eso pues tiene sentido el
20:46tiempo rompimiento como saben pues
20:48depende de la célula de las condiciones
20:50a las que determinado la constante sí
20:52pero ya es característica de mis
20:54sistemas en forma no obtengo un segundo
20:56de tiempo de rompimiento o diez segundos
20:58a un minuto lo que sea y de acuerdo esto
21:01que está aquí a el tiempo residencia
21:02pues tiene que ser mayor que ese tiempo
21:05de rompimiento
21:07entonces que se va que se va a buscar
21:09para que el denominador sea grande pues
21:12que el tiempo de residencia sea mayor
21:15que el tiempo de rompimiento
21:19el tiempo rompimiento usted lo establece
21:21la cinética porque es una entrega
21:24una vez que terminas ya estás hijo pero
21:27ya puedes tomar una decisión y como digo
21:29si este te da un minuto entonces esto
21:32pudiera ser 10 el tiempo de residencia
21:34de 10 minutos
21:37para que este número 12 de esta relación
21:40que está equipos nos dé días
21:43y sería 10 + 1 obtendríamos 1 1111
21:45elevado a la n
21:48y eso va a hacer que nos acercamos al
21:51cien por ciento de eficiencia
21:53pero entonces el título del vídeo era
21:56diseño
21:57diseño de el molino de perlas y es lo
22:00que estoy estableciendo cómo impacta el
22:03cambio o las condiciones que selecciona
22:05salto rompimiento
22:08si tú ya tienes el molino
22:12y esto tiene que cumplirse
22:15sin otro rompimiento va a ser malo
22:17tu rendimiento va a ser bajo pero si
22:20conoces lo que estoy estableciendo tiene
22:22que ser mayor si el molino es con el
22:25volumen del molino es conocido una vez
22:27que yo fijo este valor de esta expresión
22:30podemos calcular
22:31efe iniciará pues vamos a operar a este
22:34flujo
22:35para cumplir con lo que estamos
22:37estableciendo
22:43entonces aquí aparecen en la ecuación
22:45aparecen cosas que tienen que ver con el
22:47rendimiento con la cinética
22:49específicamente acá y arrayanes que es
22:51el máximo que puedas alcanzar pero esta
22:54esta parte operativa de volumen y flujo
22:56y que están claramente relacionadas a
22:59través del tiempo de residencia sin
23:03perturbar el volumen o el flujo pastoras
23:05el tiempo de residencia y eso va a tener
23:07un impacto sobre
23:09sobre el nivel de rompimiento celular o
23:12la eficiencia de rompimiento
23:15bueno entonces ahí está
23:18la parte del diseño
23:22al final
23:24sin mejoras en sin mejoras puede ser
23:26mezclado mejora el rendimiento y tendrás
23:29más libertad
23:32si se obtiene igual a 10 por ejemplo
23:37a lo mejor puedes decidir no no va a
23:40quedar con un minuto
23:41nos pensamos dos minutos
23:44mi tiempo residencia va a ser 22 veces
23:50el tiempo de
23:54de rompimiento sólo va a ser el doble y
23:56voy a escribir aquí nada más el
23:58denominador tendríamos 1 entre 1 + 2
24:06el tiempo de residencia si sería 2 pero
24:09si es 10
24:12pues al final es 3 a la 10
24:15y también pudo haber sido como digo nada
24:19más un minuto
24:21que sean iguales del tiempo residencia y
24:24el de el de rompimiento y obtendríamos 1
24:27más 1
24:30a la n iv en el 10 pues estamos hablando
24:34de nuestro denominador sería 2 a la 10
24:38y disminuimos entonces mucho
24:42este término de acá
24:46este término que queremos en el islam
24:50pero si tienen el 10 que tenéis el
24:53mezclado tal que es 2
24:56entonces ya estás hablando de 2 a la 2
24:58que sería 4 alcanzaría el 75% de
25:02rompimiento entonces efectivamente
25:04mientras más perturbe es el valor de n
25:06mientras mejor de tu mezclado más
25:08libertad si tienes sobre estas
25:10operaciones sobre el volumen y sobre el
25:13flujo entonces la ecuación es muy
25:16sencillo el resultado pero hay muchísima
25:18información a jeter ahí dentro como
25:20pueden ver aquí termina
25:24este vídeo tiene que ver con el manejo
25:27de perlas en el siguiente vídeo hablo de
25:28los otros equipos mecánicos de
25:31rendimientos en los osos

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