Estudio preliminar para la simulación y acoplamiento de perfiles térmicos e hidrodinámicos en un biorreactor para la producción de hidrógeno

• Autores: Evaristo Ávila Vera, Manuel Borja Salín, Francisco González Salgado, Nelly Salgado Gómez, Rosa Elena Ortega Aguilar, Suilma Marisela Fernández Valverde
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 67, Nº. 550, 2010, págs. 436-441
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Estudi preliminar per a la simulació i acoblament de perfils tèrmics i hidrodinàmics en un bioreactor per a la producció d’hidrogen
  • Preliminary study for the simulation and coupling and hydrodynamic thermal profiles for hydrogen production biorreactor
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• Resumen
  • español

    En esta investigación se realizó la simulación para la optimización de la producción de hidrógeno en un biorreactor utilizando el método del “elemento finito”, se analizaron los escenarios térmico, hidrodinámico y térmico-hidrodinámico en la geometría propia del biorreactor y considerando el substrato. Las diferentes alternativas de optimización se presentan en forma visual. La optimización térmica se logró a través de una distribución homogénea de la temperatura a diferentes alturas del biorreactor, empleando una cinta externa de calentamiento, además un mezclado idóneo de los desechos de frutas y verduras y con ello el crecimiento adecuado de los microorganismos. Además, se introduce una nueva distribución de las propelas, obteniendo un incremento de 3,4 veces en el rendimiento de hidrógeno con las modificaciones planteadas.

  • català

    En aquesta investigació, es realitza la simulació per a l’optimització de la producció d’hidrogen en un bioreac-tor emprant el mètode de “l’element finit”, i s’analitzen els escenaris tèrmic, hidrodinàmic i tèrmic-hidrodinàmic en la geometria pròpia del bioreactor, tot i considerant el subs-trat. Les diferents alternatives d’optimització es presenten en forma visual. S’aconsegueix l’optimització tèrmica mi-tjançant una distribució homogènia de la temperatura a diferents alçades del bioreactor emprant una cinta externa d’escalfament a més d’un barrejat idoni de les deixalles de fruites i verdures i amb això s’assoleix el creixement adequat dels microorganismes. A més, s’introdueix una nova distribució de les propel·les, obtenint un increment de 3,4 vegades en el rendiment d’hidrogen amb les modi-ficacions plantejades.

  • English

    This research reports the optimization of a biorreactor for hydrogen production using the finite element method, the thermo, hydrodynamic and thermo-hydrodynamic scenarios has been analyzed, in the biorreactor geometry. In these simulations the different optimization alternatives were represented as visual figures. The heat optimization was obtained with and external heating band and, a homogenous heat distribution at different reactor heights were obtained. The change from 3 to 4 propels and the new distribution of them gave almost a constant velocity and a homogenous distribution of the substrate, improving the conditions for bacterial growth. The obtained hydrogen yield was 3.4 times better than that of the original biorreactor.