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

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

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!

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

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

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

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

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

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

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!

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

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!

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

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), ª possibilidade de optimização minimizar custos a K L a constante