شبیه سازی تولید phb در یک بیوراکتور با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی

ماندگاری بسیار طولانی پلاستیک هامشکلات زیست محیطی فراوان ایجاد کرده است. استفاده از پلیمر های زیست تخریب پذیر راه حل مناسبی برای رفع این مشکل است.پلیمر زیستتخریبپذیر پلی هیدروکسیبوتیرات(phb)، توسط ریزسازواره های مختلف تولید میشود. یکی از مشکلات اصلی در تولید این پلیمر زیست تخریبپذیر، هزینه بالای تولید آن است. شبیه سازی فرایند تولید این ماده و یافتن شرایط بهینه می تواند نقش بزرگی در افزایش کارایی تولید ایفا کند. در این مطالعه از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی تولید phb توسط ریزسازواره ی رالستونیا اوتروفا در یک بیوراکتور هوابالارو استفاده شده است. شبیه سازی به کمک نرم افزار فلوئنتو مدل دو فازی اولرین انجام شده است. هیدرودینامیک سامانه و واکنش تولید محصول بررسی شده و پارامترهای مهم عملیاتی مانند ماندگی گاز، ضریب حجمی انتقال جرم، تنش برشیو سرعت فاز های گاز و مایع با استفاده از نرم افزار و معادلات مختلف محاسبه شده اند. قطر متوسط حباب ها 5.5 میلی متر در نظر گرفته شده است. بیشترین ماندگی گاز مربوط به ناحیه ی بالابر و نقاط اتصال بالابر و ناودانی بوده است و ضریب حجمی انتقال جرم اکسیژن نیز در این نواحی بالاتر بوده است. بیشترین میزان تنش برشی در ناحیه ورودی گاز از توزیع کننده و دیواره ها بوده است. در بررسی واکنش تولید phbمشخص شد که قسمت بزرگی از سوبسترا صرف تولید phb شده است. با فرض کردن محیط تخمیر متشکل از سلول های حاوی phb بصورت یک مایع با گرانروی بالا (01/0 پاسکال ثانیه) مسخص شد که قسمت بزرگی از سلول ها در ناحیه ی بالای بالابر تجمع می کنند.