Mathematical modeling of a composting process in a small-scale tubular bioreactor

یک مدل ریاضی برای توصیف فرآیند کمپوست در یک بیوراکتور لوله ای ارائه شده است. مدل ریاضی بر اساس پدیده انتقال گرما و جرم در تقریب پیوسته است. بیوراکتور به دو مرحله تقسیم می شود: فاز گاز و فاز مایع جامد. بین این فازها، اکسیژن و گرما جایگزین می شوند. در فاز جامد و مایع، رشد زیست توده باعث تغییر در غلظت سوبستات و همچنین تغییر درجه حرارت به علت انتشار گرما از فعالیت میکروبی است. بنابراین مدل ریاضی قادر به توصیف پروفیل های دما و اکسیژن غلظت در پروفیل های فاز گازی و دما و زیست توده و غلظت سوبسترای در فاز جامد - مایع به عنوان تابع موقعیت و موقعیت محوری و شعاعی می باشد. اطلاعات مفیدی که از راه حل مدل به دست می آیند بالاترین درجه حرارت است که می تواند در داخل بیوراکتور و طول شرایط دمای بالا بدست آید، که مهم است اگر سم زدایی لجن هدف پروسه کمپوست باشد. همچنین یک محاسبه نظری از کاهش دهلیزی لگاریتمی سالمونلا ارائه شده است. با استفاده از مدل، برای تعیین اثر متغیرهای طراحی اصلی در دمای فاز جامد - مایع و غلظت اکسیژن در فاز گاز، یک تجزیه و تحلیل طراحی انجام شد.