مدلسازی سینتیکی فرآیند گوگردزدایی زیستی از سوخت های فسیلی با سویه باکتریایی

گوگردزدایی زیستی یکی از روش های نوین و کارآمد جهت حذف ترکیبات گوگردی مقاوم موجود در سوخت های فسیلی با استفاده از میکروارگانیسم های خاص می باشد. در پژوهش حاضر به مدلسازی و شبیه سازی قسمت های کلیدی فرایند گوگردزدایی زیستی نظیر روندهای رشد و مرگ باکتریایی، نرخ مصرف سوبسترا و نرخ تولید محصول پرداخته شده است. در این راستا از مدل های سینتیکی نمایی و لجستیک به همراه ده مدل سرعت رشد ویژه باکتریایی (مدل های مونود، هالدان، آیبا، هینشلوود، ادوارد، یانو، بلک من، اندریوس، موزر و وب)، برای توصیف رشد و مرگ توده زیستی استفاده گردید. همچنین برای توصیف نرخ مصرف سوبسترا و نرخ تولید محصول ایجاد شده در فرایند، از مدل لودکینگ-پیرت استفاده شد. بر این مبنا، بیست سناریو مختلف مدلسازی که شامل ترکیبی از مدل های سینتیک رشد و مرگ باکتریایی، سرعت رشد ویژه، نرخ مصرف سوبسترا و نرخ تولید محصول می باشد پیاده سازی گردید. این سناریوها با داده های آزمایشگاهی موجود در مقالات برای تجزیه دی بنزوتیوفن (DBT) به عنوان سوبسترا توسط سویه مایکوباکتریوم، که منجر به تولید ۲-هیدروکسی بی فنیل (۲-HBP) به عنوان محصول نهایی می شود، ارزیابی و اعتبارسنجی شدند تحلیل آماری نشان می دهد که پیش بینی های بسته نمایی بر مبنای مدل وب با ۰۸۷/۰ = SSEtotal، ۱۶/۰ = RMSEtotal و ۹۷۶/۰ = R۲mean از بهترین انطباق با کمترین میزان خطا نسبت به داده های آزمایشگاهی برخوردار است. از سناریوی مذکور می توان برای طراحی و راه اندازی واحدهای تجزیه زیستی ترکیبات گوگردی مقاوم از سوخت های فسیلی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

گوگردزدایی زیستی ، مدلسازی و شبیه سازی ، سرعت رشد ویژه ، دی بنزوتیوفن ، سویه مایکوباکتریوم