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Optimization of Gas-Liquid Reactors with Agitators: Maximizing Mass Transfer Efficiency

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Explore the optimization of gas-liquid reactors with agitators to enhance mass transfer efficiency. Learn about factors affecting KLa and how to improve it while considering energy costs. Refer to Bioprocess Engineering for detailed insights.

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Optimization of Gas-Liquid Reactors with Agitators: Maximizing Mass Transfer Efficiency

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  1. REACTORES GÁS-LÍQUIDO DOEU, J.Vasconcelos, Fevº 2003

  2. caso REACTORES C/ AGITADORES (Tanque c/ Agitação)

  3. Área desta bolha C C* KL área de todas as bolhas volume líquido V = KLa Área total das bolhas Volume total . KL área específica a O parâmetro característico do transporte de massa gás-líquido nos equipamentos é o produto KL.a Equação de balanço do transporte: desconhecida! KLa

  4. KLa depende da potência dissipada Pg e do caudal de gásQg log KLa Qg log Pg

  5. Potência dissipada por agitadores com pás tradicionais Pg N constante Qg

  6. Problema: eficiência do transporte de energia reflecte-se no transporte de massa KLa máximo potência instalada Pg défice potência dissipada KLa actual Qg

  7. como aumentar o KLa KLa máximo potência instalada Pg KLa maior aumentar N KLa actual Qg

  8. optimização da operação critérios: 1º. eficiência máxima a custo constante ou 2º. custo mínimo a eficiência constante

  9. Curvas de Potência total constante N Potencia total = Pot.agitação (Pg) + Pot.compressão (Qg) Ptotal = f(N,Qg) redução Ptotal constante Qg

  10. N Ptotal = f(N,Qg) diferentes combinações N - Qg para mesma Potência total combinações c/ mesmos custos de energia! Ptotal constante Qg

  11. Curvas de KLa constante N KLa = f(N,Qg) aumento KLa constante Qg

  12. KLa pretendido e variáveis operatórias N KLa = f(N,Qg) KLa constante diferentes combinações N - Qg para mesmo KLa mas diferentes custos de energia! Qg

  13. 1ª possibilidade de optimização maximizar KLa a custo constante N KLa máximo a Ptotal constante N óptimo Ptotal constante Qg óptimo Qg

  14. 2ª possibilidade de optimização minimizar custos a KLa constante N N’ óptimo Ptotal mínima KLa constante Q’g óptimo Qg Refª: Optimisation of agitation and aeration in fermenters Bioprocess Engineering 14 (1996), 119-123

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