模拟和优化具有多种基本反应的生物反应器的数值算法

M. Michelon, Juliana Fronza, Marlene Guevara dos Santos
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摘要

近几十年来,随着技术的进步,对电力的需求也在不断增加,而目前的工艺和资源已无法满足这种需求。为满足日益增长的用电需求而提出的替代方案之一就是沼气,其优点是可以从急剧增长的人口所产生的有机废物中生产沼气。在此背景下,对生物反应器的研究至关重要,这不仅可以缓解可能出现的危机,还可以优化目前使用的工艺,使技术成本更低。因此,这项工作的主要目标是创建算法,以自动模拟不同类型的反应器,首先模拟具有多个基本反应的反应器,但将来可以更新,以同时处理多个微生物反应。这些算法是在免费的 Scilab 软件中开发的,所获得的结果与文献中的数值进行了核对,获得了数值收敛性,这表明了算法的有效性。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Algoritmos numéricos para simulação e otimização de biorreatores com múltiplas reações elementares
Junto com os avanços tecnológicos das últimas décadas, houve aumento na demanda por energia elétrica, que já não pode ser suprida pelos atuais processos e recursos. Dentre as alternativas apresentadas para suprir o aumento no consumo, está o biogás, cuja vantagem é poder ser produzido a partir dos rejeitos orgânicos gerados por uma população em crescimento exponencial. Nesse panorama, o estudo de biorreatores é essencial para, não apenas amenizar a possível crise em curso, mas também otimizar os processos atualmente utilizados, barateando as tecnologias. Assim, o presente trabalho teve como objetivo principal a criação de algoritmos que automatizassem a simulação de diferentes tipos de reatores, iniciando a modelagem por reatores com múltiplas reações elementares, mas que pode, futuramente, ser atualizado para tratar de múltiplas reações microbiológicas simultâneas. Esses algoritmos foram desenvolvidos em software livre Scilab e os resultados obtidos foram verificados a partir de comparação com valores disponíveis na literatura, obtendo-se convergência numérica, o que indica a efetividade dos mesmos.
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