1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química REACTORES GÁS-LÍQUIDO DOEU, J.Vasconcelos, Fevº 2003.

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1 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química REACTORES GÁS-LÍQUIDO DOEU, J.Vasconcelos, Fevº 2003

2 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química caso REACTORES C/ AGITADORES (Tanque c/ Agitação)

3 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química O parâmetro característico do transporte de massa gás-líquido nos equipamentos é o produto K L.a Equação de balanço do transporte: Área desta bolha KLKL C* C volume líquido V área de todas as bolhas KLaKLa= KLKL. Área total das bolhas Volume total área específica a KLaKLa desconhecida!

4 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química K L a depende da potência dissipada P g e do caudal de gás Q g log P g log K L a QgQg

5 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química Potência dissipada por agitadores com pás tradicionais PgPg QgQg N constante

6 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química PgPg QgQg défice K L a actual K L a máximo potência dissipada potência instalada Problema: eficiência do transporte de energia reflecte-se no transporte de massa

7 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química PgPg QgQg aumentar N como aumentar o K L a potência instalada K L a actual K L a maior K L a máximo

8 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química optimização da operação critérios: 1º. eficiência máxima a custo constante ou 2º. custo mínimo a eficiência constante

9 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química N QgQg P total = f(N,Q g ) P total constante Curvas de Potência total constante Potencia total = Pot.agitação (P g ) + Pot.compressão (Q g ) redução

10 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química N QgQg P total = f(N,Q g ) P total constante diferentes combinações N - Q g para mesma Potência total combinações c/ mesmos custos de energia!

11 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química N QgQg K L a = f(N,Q g ) K L a constante Curvas de K L a constante aumento

12 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química N QgQg K L a = f(N,Q g ) K L a constante K L a pretendido e variáveis operatórias diferentes combinações N - Q g para mesmo K L a mas diferentes custos de energia!

13 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química N QgQg 1ª possibilidade de optimização N óptimo Q g óptimo K L a máximo a P total constante P total constante maximizar K L a a custo constante

14 1 de Março de 2002 Departamento de Engenharia Química P total mínima N QgQg K L a constante N óptimo Q g óptimo Refª: Optimisation of agitation and aeration in fermenters Bioprocess Engineering 14 (1996), 119-123 2ª possibilidade de optimização minimizar custos a K L a constante