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

• Autor(a) principal: Peralta, André Martins Berger
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04052023-081643/
• topic: Bioquímica; Bioreactor; Biorreator; CFD; Computational fluidodynamics; Cultivo de alta densidade celular; Dinâmica dos fluidos computacional; Fenômenos de transporte; High density cell growth; Simulação; Transport phenomena

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%.