Biorreatores agitados mecanicamente Potência Biorreatores agitados mecanicamente 1. Wattímetro de efeito Hall Princípio de funcionamento Geração de um campo elétrico durante a passagem de uma corrente num condutor submetido a um campo magnético Mede no motor o total de energia elétrica consumida pelo agitador

Esquema básico de um instrumento eletrodinâmico.

Esquema básico de ligação de um wattímetro.

Imagem de um medidor de tensão ótico.

3. Cálculo a partir do torque e da velocidade do eixo Outra forma de se estimar a potência (P) transmitida é por cálculo: P = MN.2π.N Onde: MN corresponde ao torque no eixo N é à velocidade de rotação da turbina

4. Extensômetro elétrico de resistência Sensor elétrico de grande versatilidade e precisão Empregado na extensometria, técnica para análise experimental das tensões e deformações em estruturas mecânicas e de alvenaria Trata-se de um sensor elétrico cujo princípio de funcionamento é a variação da resistência do material quando é submetido a uma deformação Consta essencialmente de uma grade metálica sensível, ligada a uma base que se cola à peça ou estrutura que se deseja monitorar Nas extremidades do fio sensível estão soldados dois outros de maior diâmetro que constituem o elemento de ligação do extensômetro ao circuito de medição (ponte de Wheatstone)

a b Esquema geral de um extensômetro (strain gage) de fio (a) e de lâmina (b).

Extensômetro de Resistência Elétrica instalado para medir deformação.

Sistema de Medição de Torque por Telemetria de Tamanho Compacto empregando o Extensômetro de Resistência Elétrica (strain gage).

Desvantagens do emprego do wattímetro: Medição e controle de potência em bioprocessos: Wattímetro Medidor de tensão (strain gauges) Finalidades: Manter homogeneidade do meio - Fundamental para estudos de transferência de oxigênio Aplicável aos estudos de ampliação de escala Desvantagens do emprego do wattímetro: Perda de potência por fricção em rolamentos, selos mecânicos e motor.

O medidor de tensão é montado dentro do reator no eixo da turbina. Exemplo Um estudo com um fermentador de 270 litros com 200 litros de meio (volume útil) revelou uma perda, no eixo da turbina, de 30% da energia usada pelo motor. Observou-se que a perda foi maior, quanto maior a velocidade de agitação. Tais diferenças não ocorrem quando a medida é feita com o medidor de tensão pois o sinal de medida não é afetado por fricção em selos e rolamentos. O medidor de tensão é montado dentro do reator no eixo da turbina.

Velocidade de agitação Tacômetros Tipo gerador Gera uma corrente elétrica proporcional ao número de rotações Eletrônico Gera uma corrente alternada que é convertida em corrente contínua É um dispositivo eletromecânico Chamado tacômetro CC

Esquema de um tacômetro CC. Princípio: O aumento da velocidade do eixo acarreta um aumento de tensão e um comutador converte esta tensão de corrente alternada em corrente contínua. Esquema de um tacômetro CC.

Imagem de um tacômetro ótico e de contato. Princípio Sinais luminosos intermitentes gravados por uma fotocélula Os sinais chegam à fotocélula após atingirem o papel refletor Imagem de um tacômetro ótico e de contato.

Medição e controle de velocidade de agitação em bioprocessos: Tacômetro CC Tacômetro ótico Finalidades: Manter homogeneidade do meio Controle do oxigênio dissolvido no meio - Fundamental para estudos de transferência de oxigênio Aplicável aos estudos de ampliação de escala Cálculo da velocidade da extremidade do impelidor (NDi ) para estudos de transferência de oxigênio e ampliação de escala