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Cuvillier Verlag

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Numerical Characterization of Mechanical Stress and Flow Patterns in Stirred Tank Bioreactors

Printausgabe
EUR 28,65 EUR 27,22

E-Book
EUR 20,06

Numerical Characterization of Mechanical Stress and Flow Patterns in Stirred Tank Bioreactors (Band 69)

Manely Eslahpazir Esfandabadi (Autor)

Vorschau

Leseprobe, PDF (740 KB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (94 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783954044498
ISBN-13 (E-Book) 9783736944497
Sprache Englisch
Seitenanzahl 146
Umschlagkaschierung matt
Auflage 1. Aufl.
Buchreihe Schriftenreihe des Institutes für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Braunschweig
Band 69
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Braunschweig
Erscheinungsdatum 24.06.2013
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Schlagwörter Computational Fluid Dynamics, Flow Patterns, Bioreactors, Mechanical Stress
Beschreibung

Das Ziel der Arbeit bestand darin, die lokalen und globalen mechanischen Beanspruchungsparameter in einem Rührkesselbioreaktor mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation (CFD) nachzubilden und die Ergebnisse mit experimentellen Daten der Pellet-kultivierung bzgl. Fluiddynamik und Rheolgie des rekombinanten Stammes A. niger SKAn1015 zu validieren.

Ausgehend von der einphasigen Strömungssimulation eines 2L-Bioreaktors werden zunächst Simultionsdaten über Strömungsgeschwindigkeit und mechanische Beanspruchung diskutiert. Aßerdem erfolgt eine Validierung der einphasigen Simulationsdaten mit der Particle Image Velocimetry. In weiteren Untersuchungen wird die Strömungssimulation auch auf nicht-newtonsche Flüssigkeiten, so wie sie bei der Kultivierung filamentöser Pilze üblicherweise auftreten, mit dem Ostwald – de Waele-Ansatz erweitert und die mechanische Beanspruchung in Abhängigkeit zu den rheologischen Prozessparametern korreliert. Die Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Rührergeometrien auf die Strömungsfelder und die mechanische Beanspruchung mittels CFD bildet den Abschluss, so dass die Auswahl eines geeigneten Rührers für den Kultivierungsprozess mit schesensitiven biologischen Systemen eindeutig getroffen wird.

Die Arbeit validiert die numerische Strömungssimulation in einem Bioreaktor mit experimentell gnerierten biologischen und fluiddynamischen Prozessdaten und gibt praktische Hinweise darüber, wie biotechnologische Prozesse mit filamentösen Mikroorganismen hinsichtlich der Minimierung der mechanischen Beanspruchung zu betreiben sind.