بررسی هیدرودینامیک و انتقال جرم در بیوراکتورهای هواگرد با گردش داخلی و خارجی برای محلول آب و مواد داروئی
چکیده
بیوراکتورهای هواگرد، یکی از مهم ترین تجهیزات انتقال جرم در سیستم های دو یا چند فازی می باشند، که در فرایندهای شیمیایی و تصفیه پساب های صنعتی کاربرد وسیعی دارند. یکی از کاربردهای جدید راکتورهای هواگرد، تصفیه پساب های داروئی می باشد. در این تحقیق به بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی و مشخصه انتقال اکسیژن از قبیل قطر متوسط حباب، ماندگی گاز، سرعت گردش مایع، زمان اختلاط و ضریب کلی انتقال جرم برای محلول آب و دارو با غلظت های متفاوت (mg/lit4000-1000) برای سرعت های مختلف هوادهی (cm/s1-0.2) در دمای °c25 برای دو راکتور هواگرد با گردش داخلی و خارجی پرداخته شده است. جهت مقایسه، آزمایش ها با آب خالص نیز انجام شده است. نتایج حاصل از این تحقیقات نشان داد که ماندگی گاز و ضریب کلی انتقال جرم برای همه محلول ها و در هر دو راکتور با افزایش سرعت ظاهری گاز، افزایش می یابند. همچنین افزایش در سرعت ظاهری گاز، افزایش در سطح ویژه تماس گاز-مایع و کاهش ضریب انتقال جرم را به دنبال دارد. افزودن دارو، سبب افزایش در ماندگی گاز و کاهش قطر میانگین حباب می شود. افزایش در غلظت دارو موجب افزایش در مقدار ماندگی گاز و ضریب کلی انتقال جرم و کاهش در قطر میانگین حباب می گردد. تغییرات مشاهده شده در انتقال جرم گاز-مایع و پارامترهای هیدرودینامیکی ناشی از کاهش کشش سطحی و افزایش حلالیت اکسیژن می باشد. حباب ها در اثر کاهش کشش سطحی کوچک می شوند و در نتیجه ضریب کلی انتقال جرم با افزایش سطح ویژه تماس گاز-مایع افزایش می یابد. همچنین، روابطی بر اساس اعداد بدون بعد برای پیش بینی عدد شروود و ماندگی گاز بدست آورده شده است.