Blucher Chemical Engineering Proceedings

Outubro 2015, vol.2, num.1 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados
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ESTIMATIVA DE PARÂMETROS GLOBAIS DE DESEMPENHO EM BIORREATORES PNEUMÁTICOS DE CIRCULAÇÃO INTERNA OPERANDO COM FLUIDO NÃO-NEWTONIANO POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

ESTIMATIVA DE PARÂMETROS GLOBAIS DE DESEMPENHO EM BIORREATORES PNEUMÁTICOS DE CIRCULAÇÃO INTERNA OPERANDO COM FLUIDO NÃO-NEWTONIANO POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

RODRIGUEZ, GUILHERME YOUSSEF; VALVERDE-RAMÍREZ, MARIBEL; MENDES, CAROLINE ELIZA; BÉTTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO COLLI

Artigo Completo:

A retenção gasosa global e o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio são parâmetros de desempenho usados como critérios para o projeto e aumento de escala de biorreatores pneumáticos. Considerando a importância dos biocombustíveis no cenário energético e os recentes avanços da fluidodinâmica computacional (CFD: Computational Fluid Dynamics), o presente trabalho objetivou a estimativa por CFD dos parâmetros globais de desempenho citados, em duas geometrias de biorreatores pneumáticos de circulação interna de 5 L. Empregou-se como meio líquido, solução de goma xantana 2,0 g/L, um fluido não-Newtoniano com reologia similar a de um típico caldo de cultivo de microrganismo filamentoso utilizado na produção enzimas utilizadas na cadeia de produção de biocombustíveis. Foi adotado o pacote comercial ANSYS FLUENT 14.5® para a realização das simulações numéricas, implementando-se para tal fim um modelo euleriano multifásico para o sistema goma xantana-ar. Os resultados simulados foram comparados com dados experimentais de literatura, verificando-se boa concordância entre os valores obtidos pelas simulações em CFD e experimentais.

A retenção gasosa global e o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio são parâmetros de desempenho usados como critérios para o projeto e aumento de escala de biorreatores pneumáticos. Considerando a importância dos biocombustíveis no cenário energético e os recentes avanços da fluidodinâmica computacional (CFD: Computational Fluid Dynamics), o presente trabalho objetivou a estimativa por CFD dos parâmetros globais de desempenho citados, em duas geometrias de biorreatores pneumáticos de circulação interna de 5 L. Empregou-se como meio líquido, solução de goma xantana 2,0 g/L, um fluido não-Newtoniano com reologia similar a de um típico caldo de cultivo de microrganismo filamentoso utilizado na produção enzimas utilizadas na cadeia de produção de biocombustíveis. Foi adotado o pacote comercial ANSYS FLUENT 14.5® para a realização das simulações numéricas, implementando-se para tal fim um modelo euleriano multifásico para o sistema goma xantana-ar. Os resultados simulados foram comparados com dados experimentais de literatura, verificando-se boa concordância entre os valores obtidos pelas simulações em CFD e experimentais.

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Palavras-chave:

DOI: 10.5151/ENEMP2015-MS-455

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Como citar:

RODRIGUEZ, GUILHERME YOUSSEF; VALVERDE-RAMÍREZ, MARIBEL; MENDES, CAROLINE ELIZA; BÉTTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO COLLI; "ESTIMATIVA DE PARÂMETROS GLOBAIS DE DESEMPENHO EM BIORREATORES PNEUMÁTICOS DE CIRCULAÇÃO INTERNA OPERANDO COM FLUIDO NÃO-NEWTONIANO POR FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL", p-635-644. In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/ENEMP2015-MS-455

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