Microsoft PowerPoint - 20x_.ppt

Documente similare
MECANICA FLUIDELOR

MD-2045, CHIŞINĂU, STR

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

MD-2045, CHIŞINĂU, STR

Microsoft Word - Tsakiris Cristian - MECANICA FLUIDELOR

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași Facutatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Referat MEMS Microsenzori de accele

Microsoft Word - TIC5

1

Investeşte în oameni ! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – Axa prioritară nr. 1 „

Microsoft PowerPoint - buc. sept.2011 bucurescti - PowerPoint - Copy [Compatibility Mode]

CURS II Modelarea scurgerii în bazine hidrografice Modelarea scurgerii lichide pe versanţii bazinului hidrografic Modalităţi de cercetare a scurgerii

Stații de epurare a apelor uzate menajere AS-VARIOcomp K STAȚII DE EPURARE A APELOR UZATE MENAJERE PENTRU 3 PÂNĂ LA 25 LE AS-VARIOcomp K, AS-VARIOcomp

Slide 1

Fizica fluidelor Cursul 5

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Microsoft Word _Evrika_Clasa10_PI_Solutie.doc

Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului Subiecte pentru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii 30 APRIL

F I Ş A D I S C I P L I N E I - extras Anul universitar Denumirea disciplinei 1 MECANICA FLUIDELOR Codul disciplinei 2EPI02 Tipul discipline

Schema nr

Microsoft Word - Cap09_AutoorganizareSiEmergentaInSistemeleAdaptiveComplexe_grile.doc

Norme de securitate nucleară privind protecţia instalaţiilor nucleare împotriva evenimentelor externe de origine naturală CAPITOLUL I - Domeniu, scop,

Subiecte

CATEDRA FIZIOLOGIA OMULUI ŞI BIOFIZICĂ Cerinţele unice pentru lucrările de laborator din ciclul 1, facultatea Medicina Preventiva. (anul universitar 2

AHU Cel mai avansat produs de climatizare: alimentat direct şi indirect Mark a dezvoltat o gamă de unităţi de tratare a aerului cu mai multe opţiuni p

FILTRE DE REALIZARE CU CIRCUITE DE INTEGRARE

6. Incovoierea [Compatibility Mode]

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Modularea proprietatilor filmelor epitaxiale de La MnO 3 (LSMO) La 0.66 Sr 0.33 MnO Filme de LSMO nanostructurate Traian Petrisor Jr. Monitorizare pro

Dispozitive BENDER pentru monitorizarea rezistenţei de izolaţie Pornind de la necesitatea unui sistem de alimentare cu energie electrică cât mai sigur

Lucrarea 7 Filtrarea imaginilor BREVIAR TEORETIC Filtrarea imaginilor se înscrie în clasa operaţiilor de îmbunătăţire, principalul scop al acesteia fi

Microsoft Word - Sika Cosmetic Light Dark RO.docx

Microsoft Word - Instructiuni montaj si utilizare CRH6.doc

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - NY$.docx

Microsoft Word - Lucrarea 14.doc

Microsoft Word - L25Ro_Studiul efectului Hall_f_RF

Probleme rezolvate de fizică traducere de Nicolae Coman după lucrarea

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

Proiect GSN-08 Ghid de securitate nucleară privind repornirea instalaţiilor nucleare după opririle neplanificate CAPITOLUL I Domeniu, scop, definiţii

fc 1 distribuitoare hidraulice dn6.cdr

Revistă ştiinţifico-practică Nr.1/2018 Institutul de Relaţii Internaţionale din Moldova IMPACTUL CREANȚELOR ȘI DATORIILOR CURENTE ASUPRA DEZVOLTĂRII E

BAC 2007 Pro Didactica Programa M1 2 Rezolvarea variantei 61 versiune finală Redactia Pro Didactica Suportul pe net:

BAC 2007 Pro Didactica Programa M1 2 Rezolvarea variantei 36 versiune finală Redactia Pro Didactica Suportul pe net:

rrs_12_2012.indd

A.E.F. - suport laborator nr.1 sem.ii Noțiuni generale pentru analiza cu elemente finite utilizând Siemens NX Nastran (1) În acest laborator sunt atin

Microsoft Word - F.Paladi_TD_manual.doc

Microsoft Word - Anexa_B.doc

Microsoft Word - economie_proba_III_2007

Domeniul Inginerie chimică valabil începând din anul universitar Specializarea Chimia substanțelor organice, petrochimie și carbochimie, lim

8

Microsoft Word - cap1p4.doc

PLAN DE ÎNVĂŢĂMÂNT valabil începând din anul univeritar Domeniul Inginerie chimică Specializarea Inginerie biochimică, limba de studiu român

elegant la exterior, inteligent în interior

VIESMANN VITODENS 222-W Fişa tehnică Nr. de comandă şi preţuri: vezi lista de preţuri VITODENS 222-W Tip B2LA Cazan compact în condensaţie, pe combust

Microsoft Word - Tema 06 - Convertoare analog-numerice.doc

Microsoft Word - 1_ILUMINATUL ELECTRIC_Marimi & unitati fotometrice_corectat_ulterior.doc

Direct Current (DC) Electric Circuits

Microsoft Word - DCE - lucrarea 5.doc

Autoritatea Naţională de Reglementare pentru Serviciile Comunitare de Utilităţi Publice - A.N.R.S.C. -

Complemente de Fizica I Cursul 1

Cursul 7 Formula integrală a lui Cauchy Am demonstrat în cursul precedent că, dacă D C un domeniu simplu conex şi f : D C o funcţie olomorfă cu f cont

PROGRAMA CONCURSULUI NAŢIONAL

Laborator 2

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA FACULTATEA DE FIZICA CONCURSUL NAȚIONAL DE FIZICĂ CONSTANTIN SĂLCEANU 30 MARTIE 2019 Sunt obligatorii toate subiec

Electricitate II

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Laborator 9- Estimarea parametrilor Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 29.nov

FIŞA DISCIPLINEI - extras Anul universitar Denumirea disciplinei 1 METALURGIE FIZICĂ (2) Codul disciplinei 3IPM01DID Tipul disciplinei 2 DID

Elaborarea de tehnologii originale de laborator/on-site pentru determinarea Hg, As şi Sb din probe de mediu şi alimentare prin CV-μCCP-AES şi HG-μCCP-

Microsoft PowerPoint - Präsentation - Dreyer und Bosse_RO

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Aproximarea functiilor prin metoda celor mai mici patrate

Bazele spectroscopiei si laserilor

Cursul 8 Funcţii analitice Vom studia acum comportarea şirurilor şi seriilor de funcţii olomorfe, cu scopul de a dezvălui o proprietate esenţială a ac

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI" ETAPA JUDEȚEANĂ 18 martie 2017 Filiera Tehnologică : profilul Tehnic Clasa a IX -a Problema 1. 2 Se

VIESMANN VITOCELL 340-M/360-M Acumulator tampon de agent termic cu preparare de apă caldă menajeră Capacitate 750 şi 950 litri Fişa tehnică Nr. de com

Slide 1

Curs 3 Permutari cu repetitie. Combinari. Algoritmi de ordonare si generare

ALGORITMICĂ. Seminar 3: Analiza eficienţei algoritmilor - estimarea timpului de execuţie şi notaţii asimptotice. Problema 1 (L) Să se determine număru

PR

Microsoft Word - OG de modific a Legii 220 cu modificarile si completarile ulterioare.doc

COMENTARII FAZA JUDEŢEANĂ, 9 MARTIE 2013 Abstract. Personal comments on some of the problems presented at the District Round of the National Mathemati

Microsoft PowerPoint - curs5-DPT-2010V97 [Compatibility Mode]

Ghid de bune practici Consiliul Local Jimbolia RO 2006/ ROGRAM PHARE CBC ROMANIA UNGARIA 2006 / INTERREG IIIA STUDIUL POTENŢIALULUI

MergedFile

CONDUCEREA AUTOMATĂ A INSTALAŢIILOR SOLARE CU SUSŢINERE PENTRU ÎNCĂLZIRE ŞI PREPARAREA APEI CALDE MENAJERE Popescu Daniel, conf. univ. dr. ing., Unive

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

CUPRINS Prefata 3 Notiuni introductive generale 9 1 Obiectul fizicn. Marimi fizice 9 2 Legi, modele sj teorii fizice 11 3 Locul si rolul Temiodinamici

MD.09. Teoria stabilităţii 1

Clasa IX 1. O lăcustă face salturi, fiecare salt în linie dreaptă şi de două ori mai lung ca precedentul. Poate vreodată lăcusta să revină în punctul

Microsoft Word - L5.1 - Regulatoare bi si tripozitionale.doc

Elemente de aritmetica

Studiul de fezabilitate a implementării iluminatului public eficient pe strada Vasile Alecsandri or. Cimişlia eficienta energetică

Microsoft Word - Predimensionare_arbori.DOC

Modelarea si Simularea Sistemelor de Calcul

SERVICIUL DE TELECOMUNICAŢII SPECIALE

Fazarea proiectului Extinderea şi Modernizarea Infrastructurii de Apă şi Apă Uzată în judeţul Arad Cod SMIS Proiect cofinanţat de UNIUNEA

METODE NUMERICE ÎN INGINERIE

Slide 1

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIESTI FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PETROLULUI SI PETROCHIMIE TEHNOLOGII AVANSATE IN PRELUCRAREA PETROLULUI

Transcriere:

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iaşi Facultatea de Inginerie Chimică şi Protecţia Mediului Ingineria proceselor chimice şi biologice/20 Titular disciplină: Prof.dr.ing. Maria Gavrilescu Catedra Ingineria şi Managementul Mediului 1

Bioreactorul cu amestecare şi recircularea biomasei În numeroase cazuri este necesară operarea unui bioreactor continuu la rate de diluare foarte mari. Un caz particular este epurarea biologică a apelor uzate. O soluţie a acestei probleme poate fi găsită prin utilizarea unui bioreactor cu un volum de lucru mare, care este neeconomică. O altă variantă constă în aplicarea unei metode de reţinere a biomasei, prin realizarea unui curent de recirculare a biomasei în bioreactor, permiţând în acelaşi timp evacuarea curentului de alimentare epuizat în substrat. 2

Se pot aplica următoarele variante: - bioreactor cuplat cu filtrare externă - bioreactor cuplat cu filtrare internă - bioreactor cuplat cu centrifugare - bioreactor cuplat cu sedimentare Membrană 3

Centrifugare 4

Filtrare internă 5

Una din cele mai aplicate metode este trecerea efluentului din bioreactor într-un decantor, iar biomasa concenrată sau o porţiune din aceasta este returnată în vas. S 0 X 0 0 Alimentare proaspătă Bioreactor V, X, S 0 + R X S Decantor Efluent e X e S e Biomasa recirculată Nămol în exces R X R S R W X R S R 6

Sistemul poate fi analizat şi modelat întocmind bilanţul de materiale pentru bioreactor. Se admite ipoteza că, în separator nu se produce creşterea microbială sau reacţia biochimică, astfel încât concentraţia substratului S în curentul de intrare în decantor este aceeaşi cu cea din efluentul clarificat, din curentul ce conţine biomasa evacuată şi din curentul de recirculare. 7

Bilanţul de materiale pentru bioreactor este următorul: Debitul de materiale int rate cu a lim entarea proaspata Debitul de materiale int rate prin curentul de recircular e (92) Debitul de materiale generate in reactia bio log ica Debitul de iesire la separator Acumulare 8

Bilanţul pentru substrat: (93) S + S r V ( ) + 0 0 R R + S - 0 R = S V ds dt Bilanţul pentru biomasă: X + X + r V ( ) + 0 0 R R X - 0 R = X V dx dt (94) 9

Ipoteze: r X X Se cunoaşte că: dx dt X 0 0 0 stare staţionară alimentare sterilă 10

În aceste condiţii, bilanţul pentru biomasă (ec. 94) se formulează astfel: R X R XV X 0 0 R (95) Dacă se împarte expresia prin 0 se obţine: R 0 X R X V 0 X R 0 X 0 (96) 11

R 0 R Raportul de recirculare (97) V D 0 Rata de diluare 12

Ţinând seama de relaţiile (97), ec. (96) devine: X D X 1 R RX R (98) Întrucât în ecuaţie apare raportul de recirculare este necesar să se ia în considerare performanţa separatorului ξ (randamentul de separare)(ec. 99): X R X (99) 13

Dacă relaţia (98) se divide cu X şi se substituie expresia (99) rezultă ec. (100): D 1 R R (100) Ec. (100) se poate rearanja în forma (101): D 1 R 1 (101) 14

Se poate constata că : - numitorul ec. (101) este mai mic decât unitatea, deci D > μ - relaţia (101) nu depinde de modelul cinetic al creşterii microbiale - dacă R=0 sau ξ = 1 ecuaţia (100) devine: D = μ corespunzătoare unui bioreactor cu amestecare perfectă în stare staţionară fără recirculare Efectul recirculării constă în faptul că permite operarea bioreactorului la rate mai mari de diluare decât cele posibile fără recirculare. 15

Procese chimice/biologice care se desfăşoară în (bio)reactoare reale Cauzele abaterii de la idealitate a curgerii în reactoare reale Caracterul curgerii specific celor trei tipuri de curgere ideală analizată până acum nu este întâlnit în reactoarele reale. Un număr mare de scheme de circulaţie se apropie de condiţiile ideale de curgere. Reactoarele industriale, pilot sau de laborator se caracterizează prin curgerea neideală a masei de reacţie. Acest tip de curgere este cuprins între curgerea cu deplasare totală şi cea cu amestecare perfectă. 16

Abaterea de la idealitate este consecinţa unor defecte de curgere, adică a formării zonelor stagnante (staţionare), canalelor de curgere preferenţială, a existenţei scurtcircuitelor şi a amestecării axiale. Aceste forme ale curgerii neideale pot fi individuale sau combinate şi conduc la micşorarea performanţelor reactoarelor. Din acest motiv, în activitatea de proiectare trebuie să se ţină seama de caracteristicile curgerii neideale. 17

Cauzele care determină abaterea circulaţiei de la caracterisiticile ideale sunt numeroase. Câteva dintre ele sunt următoarele: - anumite caracteristici constructive (provenite de exemplu dintr-o proiectare necorespunzătoare) ale reactorului sau ale diferitelor elemente care îl compun: agitator, serpentina pentru transferul de căldură, şicane; - specificul sistemului de reacţie: proprietăţi fizice (în special vâscozitatea şi densitatea), felul şi numărul fazelor, proporţia dintre acestea, regimul de curgere (laminar, turbulent); - gradienţii de temperatură din reactor care determină variaţia proprietăţilor fizice ale fluidului. 18

Toţi aceşti factori determină apariţia, în interiorul reactorului, a anumitor moduri de circulaţie a fluidului care se abat de la curgerea ideală, cum sunt: zonele stagnante (moarte), materializate prin porţiuni ale volumului reactorului, în care fluidul poate fi considerat în repaus şi care din punct de vedere al performanţelor reactorului sunt total ineficiente: 19

scurtcircuitele (curgerea cu ocolire) reprezintă fracţiuni din curentul total de fluid alimentat în reactor, care trec direct de la intrare la ieşirea din reactor fără a realiza o durată de contact semnificativă cu componentul din interiorul reactorului. 2 20

canalele preferenţiale: L G G L 21

Datorită anomaliilor de curgere, diferitele părţi de fluid vor parcurge traiectorii de lungimi diferite, ceea ce determină durate de staţionare diferite a fluidului în reactor. Din această cauză, curgerea fluidelor în reactoarele reale se caracterizează prin distribuţia duratelor (timpilor) de staţionare (DDS). Cunoaşterea DDS prezintă o mare importanţă atât pentru evaluarea conversiei în reactoarele reale cât şi pentru determinarea unor mărimi importante în modelarea reactoarelor (coeficientul de dispersie, constanta de echilibru, fracţia de goluri). 22

Distribuţia duratelor de staţionare poate fi calculată cu ajutorul funcţiilor de distribuţie a vârstelor elementelor de volum de fluid din interiorul reactorului sau la ieşirea din reactor. Vârsta reprezintă timpul scurs din momentul intrării volumului elementar de fluid în interiorul reactorului până când se măsoară acest element de fluid. Vârsta unui volum de fluid poate fi măsurată în diferite puncte din interiorul reactorului sau la ieşirea din reactor. Raportul între o vârstă şi un timp curent sau o vârstă şi un timp mediu de staţionare se numeşte timp redus şi arată cu cât se abate vârsta unui element de la valoarea medie a tuturor vârstelor. 23