چکیده در این تحقیق مدل سازی بیوراکتوری با حلقه عمودی برای تولید توده زیستی (پروتئین تک یاخته) ازگاز طبیعی(متان) انجام شده است.در ابتدا مراحل و مبانی مدلسازی شامل مدل های سینتیکی، هیدرودینامیکی و پراکندگی محوری تولید از میکروارگانیسم در بیوراکتورهای حلقه ای مورد بررسی قرار گرفته است و مدل سازی سینتیکی با استفاده از روابط پیشنهادی برای رشد سلولی مثل مدل مونود انجام شده است. در مدل سازی هیدرودینامیکی به بررسی عوامل اثر گذار بر جریان و سرعت های مایع و گاز پرداخته شد. در این پروژه عدد بدنشتاین با دو فرض مختلف بدست آمده است. در مدل سازی تولید زیست توده از گاز طبیعی، فرآیندتولید توده سلولی محصول در بیوراکتور شبیه سازی شده است. روش های بدست آوردن عوامل لازم برای مدل سازی توضیح داده شده و سپس معادلات مدل برای بدست آوردن پارامترهای مدل سازی استخراج شد، پارامترهای سینتیکی مدل با روش های عددی بدست می آیند. در آخر با کمک مدل بدست آمده و پارامترهای سینتیکی تنظیم شده، بهینه سازی شرایط عملیاتی آزمایش با کمک آنالیز حساسیت مدل برای شرایط مختلف شامل درصد بهینه گاز دهی، سرعت مایع و سرعت گاز انجام شده است.