Parametric numerical study and optimization of mass transfer and bubble size distribution in a gas-liquid stirred tank bioreactor equipped with Rushton turbine using computational fluid dynamics

叶轮 拉什顿汽轮机 计算流体力学 搅拌器 生物反应器 气泡 机械 传质 聚结(物理) 连续搅拌釜式反应器 传质系数 停留时间分布 参数统计 材料科学 流量(数学) 工程类 数学 化学 物理 有机化学 化学工程 天体生物学 统计
作者
Sanaz Salehi,Amir Heydarinasab,Farshid Pajoum Shariati,Ali Taghvaie Nakhjiri,Kourosh Abdollahi
出处
期刊:International Journal of Chemical Reactor Engineering [De Gruyter]
卷期号:19 (10): 1115-1131 被引量:3
标识
DOI:10.1515/ijcre-2021-0083
摘要

Abstract Designing and optimizing a bioreactor can be an especially challenging process. Computational modelling is an effective tool to investigate the effects of various operating parameters on bioreactor performance and identify the optimum ones. In this work, a computational fluid dynamics-population balance model (CFD-PBM) was developed to elucidate the effect of different geometrical and operating parameters on the hydrodynamics and mass transfer coefficient of a batch stirred tank bioreactor. The validated model was projected to predict the effect of different parameters including the gas flow rate, the impeller off-bottom clearance, the number of agitator blades, and rotational speed of the impeller on the velocity profiles, air volume fraction, bubble size distribution, and the local gas mass transfer coefficient ( K l a ) in the bioreactor. Air bubble breakup and coalescence phenomena were considered in all simulations. Factorial experimental design approach was employed to statistically investigate the impacts of the aforementioned operating and geometrical parameters on K l a and bubble size distribution in the bioreactor in order to determine the most significant parameters. This can give an essential insight into the most impactful factors when it comes to designing and scaling up a bioreactor.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
流莺发布了新的文献求助30
4秒前
aaa发布了新的文献求助10
4秒前
Evan完成签到,获得积分10
5秒前
秋秋完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
延文星发布了新的文献求助10
9秒前
闪闪的梦柏完成签到 ,获得积分10
9秒前
闪闪的梦柏完成签到 ,获得积分10
9秒前
武丝丝发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助虚怀若谷采纳,获得10
12秒前
清脆苑博发布了新的文献求助10
12秒前
xbz123qwe发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
1234发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
延文星完成签到,获得积分20
15秒前
hhhh发布了新的文献求助10
17秒前
All发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
Leo完成签到,获得积分10
21秒前
科研通AI6.1应助风华笔墨采纳,获得10
21秒前
辣白菜完成签到,获得积分10
22秒前
陈哆熙完成签到,获得积分10
23秒前
蚂蚁工人完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
万有引力139完成签到,获得积分10
24秒前
aniver发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6517489
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8310481
关于积分的说明 17765685
捐赠科研通 5619713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925992
邀请新用户注册赠送积分活动 1902833
关于科研通互助平台的介绍 1763853