Instytut Inżynierii Chemicznej PAN

Pracownia bioreaktorów i procesów biokatalitycznych

Kierownik: dr hab. inż. Anna Gancarczyk

Pracownicy

Opis

Głównym kierunkiem badań zespołu są zagadnienia związane z modelowaniem reaktorów trójfazowych ze stałym złożem (ang. trickle-bed reactors). Realizowany jest obszerny program badawczy, którego celem jest stworzenie kompletnej bazy danych obejmującej parametry hydrodynamiczne i kinetyczne reaktora trójfazowego pracującego w różnych reżimach hydrodynamicznych. Badania te prowadzone są w ciśnieniowych reaktorach dla szerokiego zakresu zmian właściwości fizykochemicznych i natężeń przepływu obu faz. Stworzona baza danych eksperymentalnych stanowi materiał porównawczy dla weryfikacji obliczeń, w których, za pomocą opracowanych modeli matematycznych, symulowana jest praca reaktora trójfazowego. W obliczeniach wykorzystywane są komercyjne pakiety komputerowej mechaniki płynów – Fluent 6.1.22 i COMSOL.

Nową tematyką badań, rozpoczętą w 2004 roku , jest dynamiczna praca reaktora trójfazowego, realizowana poprzez periodycznie zmienne zasilanie złoża cieczą. Dzięki takiemu sposobowi prowadzenia procesu możliwe jest znaczne zwiększenie jego efektywności, szczególnie w procesach, których szybkość limituje transport masy w fazie ciekłej. Kompleksowe badania hydrodynamiki i współczynników wnikania masy umożliwiły opracowanie równań korelacyjnych, które stanowią podstawę do projektowania tego typu aparatów. Badana technika dynamicznego prowadzenia procesu jest obecnie testowana w instalacji katalitycznego utleniania wodnych roztworów fenolu.

Posiadana specjalistyczna aparatura badawcza

ciśnieniowy reaktor trójfazowy z pełnym wyposażeniem i komputerowym układem zbierania danych
trzy biostaty firmy B. Braun spektrofotometry firmy HACH 2010
mikroskop firmy Carl Zeiss wraz z oprogramowaniem
pełne wyposażenie do hodowli, identyfikacji i adaptacji szczepów bakteryjnych (komora laminarna firmy Holten, komory inkubacyjne firmy Sartorius, termostatowane wytrząsarki firmy Julabo i Memmet, wirówka firmy Hettich-Uniwersal, Oxitop - bezrtęciowy system pomiarów BZT, szafy termostatyczne firmy PolEko, autoklawy).

Udział w sieciach naukowych i innych organizacjach badawczych

Sieć naukowa ENVITECH NET
PITRO - Platforma Innowacji Technologicznej Regionu Opolszczyzny

Znaczące osiągnięcia

wydanie książki: A.Burghardt, G. Bartelmus: Inżynieria reaktorów chemicznych. Tom I. Reaktory dla układów homogenicznych . Tom II. Reaktory dla układów heterogenicznych. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2001.
opracowanie trzech rozdziałów wydawnictwa: Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS), Eolss Publishers, Oxford UK,
1. A. Burghardt: Ideal Models of Reactors. (2006)
2. A. Burghardt: Nonideal Flow Models in Homogeneous Chemical Reactors. (2007 )
3. A. Burghardt: Mass Transfer by Diffusion.(2008)
opracowanie pełnej bazy danych hydrodynamicznych reaktorów trójfazowych ze stałym złożem, stanowiącej podstawę do poprawnego projektowania i eksploatacji reaktorów tego typu oraz bazę porównawczą do weryfikacji modeli matematycznych opisujących pracę tych aparatów.