Energie libérée par réaction fermentation

[invite758f693d]

Bonjour,

Je cherche à connaitre l'énergie libérée par la récation de fermentation saccharomyces cerevisiae qui est exothermique.
En effet, j'ai besoin de cette donnée car je veux maintenir la température de la cuve à 30°C via un échangeur thermique externe afin que la réaction se passe dans les meilleures conditions possibles.
Pour cela j'ai donc besoin de la quantité d'énergie libérée par la réction.
J'ai une formule qui est la suivante : Qch = -DeltaHréaction * W milieu réactionnel + P'
J'ai P' qui est la puissance d'agitation du mobile d'agitation de la cuve qui est de 7,62MW.
Mais je n'arrive pas à avoir le reste.

Cette formule n'est peut être pas la bonne pour obtenir ce que je veux.

Merci de votre aide!
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[moco]

Tu donnes l'impression de quelqu'un qui ne sait pas très bien d'où il vient, ni où il va, et comment y aller. On ne peut donc pas bien t'aider, tant que tu es toi-même dans le flou. Quoi qu'il en soit, on peut tout de même faire quelques commentaires.
1 - Qu'est-ce que tu appelles "W milieu réactionnel" ?
2 - On ne peut pas ajouter une puissance à quelque chose pour trouver une quantité de chaleur Qch, comme tu le fais. Cela n'a pas de sens. C'est comme si tu voulais ajouter des litres à quelque chose pour trouver des kilomètres.
3 - Il m'étonnerait beaucoup que tu disposes d'un moteur dont la puissance est de 7.62 MW. C'est presque la puissance d'une centrale nucléaire...
4 - Tu veux faire fermenter quoi ? Une solution d'eau sucrée ? Du jus de raisin ?

[invite758f693d]

DeltaHréaction est l'enthalpie de réaction (J/kg)
W milieu réactionnel est la vitesse de réaction (en mole/s ou kg/s)

Je fais fermenter de la mélasse de betterave.

Je trouve ma puissance d'agitation comme suit :
P= Np * ro * N³ * d⁵
Np est le nombre de puissance qui est = 4
Ro = 1000 kg/m³ (on a considéré que le fluide se comportait comme de l'eau)
N = fréquence de rotation du mobile = 100tr/minute
d = diamètre du mobile d'agitation = 10/3 m

[moco]

Voilà un domaine où je crains que tu auras de la peine à trouver un répondant. Cette formule me paraît absolument empirique, peut-être sanctionnée par l'expérience, mais en tout cas pas d'une application courante dans le petit monde des chimistes du Forum, hélas !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite758f693d]

Ok je vois, merci de me diriger vers une autre manière de faire alors !

[invite758f693d]

Personne d'autre pour m'aider?!!!!!!

[inviteccfb3d4d]

Un mobile de diamètre 10/3 m qui tourne à 100 tours/minute, cela fait une vitesse de bout de pale de l'ordre de 60 km/h. Pas étonnant que la corrélation donne une puissance énorme !
Il faudrait revoir le calcul de la vitesse d'agitation d'abord...

[invite758f693d]

Je n'ai pas calculé la vitesse d'agitation justement, c'est une donnée.
Mais admettons que cette vitesse d'agitation soit bonne, quelqu'un peut-il m'aider à trouver la quantité de chaleur dégagée?!!

[inviteccfb3d4d]

Je maintiens que cette vitesse est invraisemblable. C'est une chose d'en faire une donnée sur un coin de papier, c'en est une autre de faire tourner un mobile de cette taille à cette vitesse (casse de l'arbre et destruction du fermenteur assurées, sans compter une facture d'électricité démentielle ! ) Lorsqu'on agite, c'est qu'on a un motif : mélange de réactifs, maintien de particules en suspension, transfert thermique, et on essaie bien sûr de se placer à la vitesse (et donc la puissance) d'agitation la plus petite permettant d'obtenir les effets souhaités. Donc, une vitesse d'agitation, ça ne se sort pas du chapeau, cela se calcule.

Pour les autres termes : si vous êtes capable d'écrire la réaction de fermentation, on doit pouvoir trouver ou approximer le Delta H de réaction à partir des enthalpies de formation, mais pour la vitesse de réaction, il faut avoir soit un modèle cinétique validé, soit des données expérimentales permettant d'en obtenir un.

[Sethy]

Dans mon cursus, j'ai eu plusieurs cours de génie chimique, mais cela date d'il y a plus de 20 ans donc j'ai pas mal oublié.

Tout ce que je peux te dire, c'est que ce genre de calcul n'est pas trivial, et le fait que ce soit une fermentation complique encore singulièrement les choses. Car contrairement à une "simple" réaction chimique, ici la vitesse initiale va fortement dépendre de l'activité des levures qui vont ensemencer le milieu.

J'ai aussi étudié la fermentation, et pour avoir visité des brasseries de pils et de gueuze, je n'ai jamais vu que le mout était agité (et certainement pas à grande vitesse). Même au labo de biochimie, ou on cultivait des levures, l'agitation était relativement légère (la aussi de mémoire).

Pour en revenir au génie chimique, les ingénieurs ont inventé tout une série de méthode semi-empirique, mais malgré cela ils ont recours aux réacteurs pilotes. Même pour des réactions chimiques maitrisées, ils passent du ballon du chimiste de labo (quelques ml à quelques centaines de ml) à la cuve de quelques litres puis de quelques dizaines de litres.

S'ils le font, c'est qu'il n'y a pas d'autres solutions.