Estudo da fluidodinâmica computacional (CFD) multifásico da etapa de propagação de microrganismos em biorreator STR para obtenção de cultivo de alta densidade

• Processo: 19/06377-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: José Luís de Paiva
• Beneficiário: André Martins Berger Peralta
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/50343-2 - Plano de desenvolvimento institucional na área de transformação digital: manufatura avançada e cidades inteligentes e sustentáveis (PDIp), AP.PDIP
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos computacional Modelagem computacional Reatores biológicos Escoamento multifásico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioreator | Cfd | Cultivo de Alta Densidade | Fenômenos de Transporte | Fluidodinâmica Computacional | Fluidodinâmica computacional

Resumo

Propõe-se o estudo de um modelo computacional para simulação do desempenho de biorreatores - tanques agitados e aerados - em cultivo de alta densidade celular. Este projeto de pesquisa está inserido na área de Modelagem de Processos Bio-físico-químicos do "Plano de Desenvolvimento Institucional (PDIP) do IPT na Área de Transformação Digital: Manufatura Avançada e Cidades Inteligentes e Sustentáveis" (Processo Fapesp 17/50343-2). A validação do modelo será feita a partir de dados da literatura e de resultados experimentais obtidos na unidade piloto do LBI - Laboratório de Biotecnologia Industrial - do Núcleo de Bionanomanufatura do IPT. Pretende-se implementar um modelo de escoamento multifásico aplicado à etapa de propagação de microrganismos em biorreator STR para obtenção de cultivo de alta densidade. Os modelos serão implementados via código ANSYS-CFX e devem considerar os balanços de massa e de quantidade de movimento das fases líquida e gás e modelo de transferência de massa. Serão investigadas diferentes condições operacionais: capacidade do biorreator, tipo de agitador, velocidade de rotação e vazão de gás e o impacto no desempenho do reator para o sistema em estudo. Desta forma, tem-se a redução do número de ensaios em laboratório e consequentemente os custos decorrentes. O domínio destas ferramentas proporcionará a análise dos procedimentos usuais de scale-up de biorreatores e o estabelecimento de novos critérios e procedimentos para projeto de biorreatores em escala industrial. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PERALTA, André Martins Berger. Estudo da Fluidodinâmica Computacional (CFD) multifásico da etapa de propagação de microrganismos em biorreator STR para obtenção de cultivo de alta densidade celular.. 2022. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.