طراحی و افزایش مقیاس راکتورهای زیستی همزن دار با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری

یکی از مشکل های موجود در صنایع زیست فناوری نبود تطابق بین نتیجه های آزمایشگاهی و نتیجه های نیمه صنعتی می باشد. در این پژوهش به موضوع  افزایش مقیاس راکتورهای زیستی به عنوان یکی از مسئله های مهم و اصلی در صنعتی نمودن پژوهش های آزمایشگاهی پرداخته می شود. در این پژوهش محاسبه های افزایش مقیاس بر اساس عدد رینولدز(re) و فاکتورهای مومنتوم، سرعت چرخش پره (و n)  و ضریب ثابت انتقال جرم حجمی (kla) یکسان مورد بررسی قرار گذفت. از آنجائی که محاسبه هم زمان این معیارها به صورت دستی فرایندی زمان بر و پیجیده می‌باشد، بنابراین شبیه سازی کامپیوتری امری ضروری به نظر می رسد. بنابراین در این پژوهش، افزایش مقیاس راکتورهای زیستی در محیط نرم افزار اکسل  شبیه سازی شد. نتیجه های  این شبیه سازی برای بزرگ سازی راکتورهای زیستی 100 لیتری به بزرگ 12500 لیتری و همچنین 80 لیتری به 10000 لیتری با پژوهش های سایر پژوهشگران مقایسه و مورد تایید قرار گرفت. با استفاده از این نرم افزار می توان فرایند بهینه سازی در مقیاس بالاتر را به طور دلخواه و در کم ترین زمان انجام داد که این موضوع باعث کاهش هزینه ها مانند هزینه های بهینه سازی، کارگری  می شود. همچنین استفاده از این نرم افزار می تواند کمک شایانی به مهندسان برای پیش بینی های لازم در تولید در مقیاس بالاتر نماید.

Design and Scaleup of Mixed Bioreactors Using Computer Simulation

One of the problems in the biotechnology industry is the discrepancy between the experimental results and the pilot results. Therefore, in this research, the scaleup of bioreactors as one of the main issues in the industrialization of laboratory research is discussed. In this research, scaleup calculations based on Reynolds number and momentum factors, blade speed (NDi and N), and constant mass transfer mass coefficient (KLa) are investigated. Since simulations of these criteria are manually timeconsuming, computer simulation is essential. Therefore, in the present study, the scaleup of mixed bioreactors was simulated by excel software. Results of this research for scaleup of a bioreactor from 100 liters to 125 liters and from 80 liters to 10000 with other researchers were compared and confirmed. However, using this software, you can make the optimization on a larger scale in the shortest possible time, which reduces costs such as optimization costs, labor costs, and more. Also, the use of this software can help engineers to make predictions on largerscale production.