Sử dụng các thử nghiệm động để nghiên cứu quá trình trộn liên tục dung dịch xanthan gum

Journal of Chemical Technology and Biotechnology - Tập 83 Số 4 - Trang 559-568 - 2008
Salwan Saeed1, Farhad Ein‐Mozaffari1
1Department of Chemical Engineering, Ryerson University, 350 Victoria Street, Toronto, Ontario M5B 2K3, Canada

Tóm tắt

Tóm tắt

BỐI CẢNH: Hiện nay, hiểu biết và thực hiện quá trình trộn liên tục các chất lỏng phi Newton là chưa đủ để đảm bảo sự trộn đều trong nhiều trường hợp. Trong nghiên cứu này, phản ứng động của quá trình trộn liên tục dung dịch xanthan gum, một chất lỏng giả nhựa với ứng suất chảy, đã được định lượng bằng mô hình động tích hợp các dòng chảy không lý tưởng trong bể trộn. Mô hình cho phép có hai lối chảy song song qua bể: (1) vùng kênh hóa và (2) vùng trộn.

KẾT QUẢ: Các thử nghiệm động đã được thực hiện bằng cách sử dụng đầu vào nhị phân ngẫu nhiên điều chế tần số của dung dịch muối, cùng với đầu vào để xác định độ lớn của các dòng chảy không lý tưởng. Phạm vi dòng chảy vượt qua vùng trộn và thể tích trộn hiệu quả đã được xác định từ các thử nghiệm động và được sử dụng như tiêu chí chất lượng trộn. Chúng tôi đã khám phá ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy, loại cánh khuấy, lưu lượng thức ăn qua bể trộn, độ nhờn của chất lỏng, cũng như vị trí đầu vào và đầu ra đến mức độ kênh hóa và tỷ lệ thể tích đã trộn hoàn toàn. Các thử nghiệm cho thấy khi bề mặt của hang động được tạo ra bởi cánh khuấy tiến gần đến thành bể, đáy bể và bề mặt của chất lỏng trong bể trộn, tỷ lệ dòng chảy không lý tưởng gần bằng không.

KẾT LUẬN: Nghiên cứu này xác định các tiêu chí quan trọng cho các bể trộn liên tục nhằm nâng cao hiệu quả trộn. Bằng cách áp dụng những phát hiện này, có thể giảm mức độ dòng chảy không lý tưởng, từ đó cải thiện chất lượng và kiểm soát quy trình trộn liên tục, chẳng hạn như bể phản ứng độ nhớt cao liên tục, bể lên men liên tục và quá trình trộn rắn-lỏng liên tục. Bản quyền © 2008 Hiệp hội Công nghiệp Hóa chất.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Sue YS, 1968, Agitation and mixing of non‐Newtonian fluids part II, Chem Process Eng, 63, 110

10.1002/9783527612703

10.1002/352760815X

Etchells AW, 1987, Mixing of Bingham plastics on an industrial scale, Inst Chem Eng Prog Symp Ser, 108, 1

Levenspiel O, 1983, Chemical Reaction Engineering

Ein‐Mozaffari F, 2003, Performance and design of agitated pulp stock chests, Appita J, 56, 127

Ein‐Mozaffari F, 2007, Optimization of rectangular pulp stock mixing chest dimensions using dynamic tests, TAPPI J, 6, 24

10.1002/aic.10958

10.1205/cherd05048

10.1021/ie0607548

10.1205/026387697524434

ZannoudN GiraudP CostesJandBertrandJ Local laser measurements of velocities and concentration in two continuous systems: a tubular jet‐stirred reactor and a stirred vessel inProceedings of the 7th European Conference on Mixing Brugge Belgium pp.173–180(1991).

10.1016/S0009-2509(02)00268-3

10.1205/026387604774196028

10.1205/cherd.05216

10.1002/cjce.5450820120

10.1021/ie0600691

Kennedy JF, 1984, Production, properties and applications of xanthan, Progr Ind Microbiol, 19, 319

10.1122/1.549485

10.1007/BF00369759

10.1016/0260-8774(94)00092-1

Macosko CW, 1994, Rheology: Principles, Measurements and Applications

Hannote M, 1991, Apparent yield stress estimation in xanthan gum solutions and fermentation broths using a low‐cost viscometer, Chem Eng J, 45, B49, 10.1016/0300-9467(91)80020-W

10.1002/aic.690030103

Edward LP, 2004, Handbook of Industrial Mixing Science and Practice

Ein‐MozaffariF Macroscale mixing and dynamic behavior of agitated pulp stock chests. PhD thesis University of British Columbia (2002).

10.1016/j.jprocont.2004.04.008

Ein‐Mozaffari F, 2004, Dynamic mixing in industrial agitated stock chests, J Pulp Paper Can, 105, 41

Ein‐Mozaffari F, 2003, Dynamic modeling of agitated pulp stock chests, TAPPI J, 2, 13

10.1016/j.ces.2004.11.019

10.1002/047134608X.W1046

ElsonTP Mixing of fluids possessing a yield stress inProceedings of the 6th European Conference on Mixing Pavia Italy pp.458–492(1988).

10.1002/ceat.270160206

MmbagaJP The use of mixing‐sensitive chemical reactions to characterize mixing in the liquid phase of fibre suspensions. PhD thesis University of British Columbia (1999).

Bubbico R, 1997, Influence of solid concentration and type of impeller on the agitation of large PVC particles in water, Recent Progres en Genie des Procedes, 11, 81

10.1205/02638760152721857

10.1021/bp00015a009

10.1205/cherd06143

IhejirikaI Mixing time in yield stress fluids. MASc thesis. Ryerson University (2007).

10.1205/02638760152721046

10.1002/cjce.5450760330

10.1205/02638760152721857

SaeedSE Dynamic and CFD modeling of a continuous‐flow mixer of fluids with yield stress. MASc thesis Ryerson University (2007).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Chemical Technology and Biotechnology

Tập 83 Số 4

559-568

Thông tin tác giả