Simulación de bioreactores: refinamientos al modelo de dinámica térmica

Abstract

El artículo complementa uno previo de refinamiento al modelo de dinámica sólida del programa de simulación de bioreactores de cuatro elementos finitos de UTN Confluencia. Una revisión a los coeficientes aplicados de transferencia de calor intraelemento y elemento-tierra es complementada con cambios a los criterios operativos del serpentín calefactor. El mecanismo de Lógica Difusa representativo del impacto de la variación de temperatura sobre el crecimiento bacteriano es reformulado en base a Funciones de Membresía de temperatura elemental. Adicionalmente, un análisis crítico de la conversión química Ácidos Grasos Volátiles→Metano identifica un mecanismo de autoregulación del pH de la solución durante la reacción permitiendo desestimar la consideración de su impacto sobre la velocidad de reacción. El ensayo con datos del prototipo de 64 m³ permite análisis comparativos.

This article complements a previous one where refinements to the solid-transportation dynamics of the fourfinite- element bioreactor simulation model of Confluencia Tech were proposed. A revision of the applied intraelement and element-to-ground heat-tranfer coefficients is complemented with changes to the heating-coil operating criteria. A reformulation of the fuzzy-logic mechanism modeling the influence of temperature variations on bacterial growth is carried out based on Membership Functions for the elementary temperatures. Besides, a critical analysis of the Volatile Greasy Acids→Metane chemical conversion identifies a self-regulating mechanism of the solution's acidity during reaction, allowing dismiss its influence on reaction speed. Tests with the 64 m³ reactor prototype data allow comparative analyses.