Estudo da Fluidodinâmica Computacional (CFD) multifásico da etapa de propagação de microrganismos em biorreator STR para obtenção de cultivo de alta densidade celular.

Autor(es)

André Martins Berger Peralta

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC)
• Data de defesa: 2022-08-23

Membros da banca

José Luis de Paiva; Efraim Cekinski; Thomaz de Gouveia

• Orientador: José Luis de Paiva

Resumo

Um estudo em CFD foi realizado para avaliar as características da fluidodinâmica de um biorreator agitado por três impelidores tipo Rushton. O sistema foi estudado em condições monofásicas (apenas fase líquida), bifásicas (fase líquida e gasosa) e trifásicas (adição de células). Teve-se como objetivo obter informações sobre as condições operacionais de um cultivo de alta densidade celular. Para tanto, observou-se condições de campos de velocidade, transporte de oxigênio, formação de vórtices e qualidade de mistura. Os resultados monofásicos apresentaram concordância com a literatura, demonstrando a formação de vórtices nas regiões inferiores e superiores do biorreator. A inclusão da fase gasosa mostrou a influência do fluxo ascendente de ar, deslocando os vórtices e reduzindo suas velocidades. A análise do transporte de oxigênio produziu resultados muito próximos aos previstos pelo método de Cooper, atingindo diferenças percentuais entre 1,6% e 12% . Ao inserir a fase sólida, buscou-se correlações na literatura para considerar o impacto das células na viscosidade do fluido. Em seguida, a partir da comparação com dados de cultivo, observou-se a capacidade do sistema em prever as condições de transporte de oxigênio em diversos momentos do processo, obtendo diferenças percentuais em relação aos dados experimentais entre 11% e 85%. (AU)

• Processo FAPESP: 19/06377-5 - Estudo da fluidodinâmica computacional (CFD) multifásico da etapa de propagação de microrganismos em biorreator STR para obtenção de cultivo de alta densidade
• Beneficiário: André Martins Berger Peralta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado