تحقیق طراحی بیورآکتورها

تحقیق طراحی بیورآکتورها

تحقیق طراحی بیورآکتورها

تحقیق طراحی بیورآکتورها در حجم 25 صفحه و در قالب word و قابل ویرایش و با قسمتی از متن زیر:

بیوراکتور ظرف (دیگ ) هواده

در چنین حوزه های علمی و تجربی اندروس وتیم تحقیقاتی اش آنچه را که ظرف هواده بیوراکتور می نامیدند گسترش دادن این وسیله  در اصل از یک مخزن مستطیلی بلند با یک کف  (شکل7)  تشکیل شده که در راستای آن لوله سوراخ داری وجود داشته که به عنوان مشخص کننده هوا  عمل می کند ( شکل 2) راکتور به لحاظ ساختاری با سلول شناور سازه پنوماتیک نوع کالو (collow ) کاملا یکسان و برابر می باشد مهمترین  و جالب ترین ویژگی و مشخصه بر مبنای  این واقعیت بوده که این نوع راکتورکاملاًمشابه راکتورجریان توپی عمل کرده بنابراین از سینسیک شستشو  بیولوژيکی سولفورهای طبیعی آهن تبعیت می کند.

تا آنجا که به هوادهی مربوط می شود هرگونه بهبود و پیشرفتی درOTR  با شک و تردید همراه بوده چرا که ظاهراً معایب و نقاط ضعف راکتورهای پنوماتیک همچون پاچوکاها برطرف نشده است.درواقع، در آب 70% بود، در حالیکه در خمیر جامداتی باغلظت 45% به 12% کاهش یافت. [اندروس,1990]  که این نشان میدهد که هوادهی کافی و در حد قابل قبول نبوده است.

 2-5) بیوراکتور انرژی پایین .

تقریبا همزمان با ظرف هواده اندروس ، تیم تحقیقاتی شرکت CRA که در استرالیا فعالیت داشتند در صدد این برآمدند که برای مشکل حداکثر افزایشOTR بدون ایجادتنشهای برشی خیلی بزرگ در تعلیق راه حلی باندیشند .

 وسیله ای که آنها طراحی کرده وگسترش  دادند بیوراکتور انرژی پایین  نام  داشت که در اصل از سه بخش ا صلی  تشکیل می شد( شکل2) الف : مخزن  که شستشو  شیمیایي در آن صورت می گیرد شرایط و موقعیت غیر اساسی (Off the botlom) برای جامدات از طریق یک همزن فراهم گشته که به احتمال قوی برای کاهش تنشهای برش داخل یک لوله جریان هوا عمل می کند  ب: دستگاه هوادهی جایی که خمیر با استفاده از لوله و فتوری با حداكثر انرژی هوادهی می شود  ج : پمپی برای چرخش مجدد خمیر

این وسیله گام مهمی در پیشرفت و توسعه بیوراکتورهای سفارشی  برای فرایندهای بیوهیدرومتالوژیکی   می باشد مطئناً شرایط ونیازهای  نیرو و توان تا آنجا مورد توجه قرارگفته که از سوی نویسندگان تاکید می گردد وسیله ای برای تفکیک و جداسازی هوادهی نیز ویژگی مهم وقابل توجهی  بوده  آنچنان که این امکان را برای خمیر فراهم می آورد که تا جایی نیاز بود به شدت هوادهی شود.

با وجود این تعلیق  در طول اقامتش در داخل هواده در معرض آشفتگی شدید وبرش می باشد . در این میان ابهامات دیگری نیز وجود دارد طوری که تنشهای برشي الف:  از طریق ایمپلر درون خمیر ایجادمی شوند ب :  داخل حلقه ها بوجود آمده جایي که خمیر به طرف بالا جریان می یابد  مشابه آنچه که در  مخزن پاچوکا رخ میدهدو ج : توسط یک پمپ  درخمیر ایجاد می گردد که به وسیله آن خمیر به طور داغ و مکررمی چرخد.

یافتن اطلاعات و داده هایی در خصوص  این وسیله در متون علمی  میسر و امکان پذیر نبوده . این حقیقت آشکار ی است که سرعت جریان  هوا به تنهایی کافی نبوده تا آنجا که اندازه و مقیاسی از هوایی که واقعاً در خمير حل  شده ارائه نمید هد به طوریکه اندروس و کوینتانا (48) نیز به لحاظ تجربی و آزمایشی به همین  نتیجه رسیدند هیچ یک از اطلاعات و داده های مربوط به رشد سلول تعداد سلولها و زمان اقامت را نمی توان یافت علاوه بر این مخترعین  ادعا می کند که دستگاهشان برای فرایند سازی گانه  های کم ارزش توسعه یافته که نسبتهای شستشو آهن از تقریبا  6 سولفور طبیعی آ هن رابدست می آورند بااین همه چنین عملکردی استثنایی نبود چرا که درواحد آزمایش صنعتی پورتو  تورس(porto Torres)تیم تحقیقاتی پروژه  نسبتهای شستشو آهن از سولفورطبیعی آهن موجود در زغال سنگ رامشاهده کردند که در نتیجه با کانه  معدنی کم ارزش  قابل مقایسه می باشد این نتایج نشان میدهدکه هدف دستیابی به ضریب انتقال جرم اکسیژن اتمسفری بالاجهت تقویت افزایش موثر در جمعیت میکروبی کافی بوده و بالاخره اینکه در فرایند حل کردن سولفور طبیعی آهن سینتیک  حاصل نشده است 

3-5 اصل  افت خطی نوار مایع

دانشمندان سالهای متمادیست که در یافته اند که انتقال جرم در سرتاسر سطوح آزاد گاز مایع نقش مهمی در چندین فرایند طبیعی و تکنولوژیکی ایفا می کند که دامنه این اهمیت از جذب ا کسیژن و دفع از سلولهای حیوانی و پرورشها یا جهت هوادهی محیط کشت بالن های همزن یاSTRs  دفع آفات آب آلوده وفرایندهای میکروبی صنعتی همچون تولید  شراب -  سرکه و تنفیس حیات هوازی نزدیک سطوح دریاها و رودخانه ها متغیر می باشد نوار مایع خطی درحال سقوط آزاد  درون حوضچه ای از همان مایع ریخته می شودکه می توان آن را طوری طراحی کرد که تنشهای برشی بسیار جزئی رادر قوه اش یا در لایه های مایع واقع در نزدیکی سطح حوضچه بوجودآورد . بنابراین تحقیق و بررسی در خصوص اینکه پتانسیلهای  (توانایی نهفته )راکتور بیوهیدرو متالوژیکی سه فازی به گونه ای طراحی  شد که جهت انتقال اکسیژن اتمسفری خواص فیلهای مایع خطی در حال افت (سقوط ) را بکار  می برد کاملا طبیعی می باشد براساس  این نظریه  دوتیم تحقیقاتی مستقل که در انشگاه های کالگیاری (ایتالیا)  و دلفت (هلند ) فعالیت می کردند درصدد این برآمدند  که این مدل جدید بیوراکتور را طراحی و گسترش دهند.

 

4-5 بیوراکتور صحفه شیبداردلفت(DIP)

 طرح این دستگاه در شکل نشان داده شده که متشکل از یک مخزن ا صلی (T)حاوی دوغاب(S) می باشداز طریق یک همزن مورب و شیبدار جامدات در حالت تعلیق نگهداشته می شوند(A) با وسیله تخلیه زنی یا پمپاژ(P)  تعلیق را از مخزن اصلی بیرون کشید و از طریق یک سیستم توزیعی آن را به مخازن بالایی (D) که ورقه های شیبدار را تغذیه می کنند (SP) ، هدایت نموده و پیش می برد با تعلیق به سمت پایین این شیبها جریان یافته و داخل مخزن اصلی می ریزد به عقیده مخترعین انتقال اکسیزن  اتمسفر توسط ورقه های تعلیق  غوطه وردر سطح مایع مخزن اصلی صورت گرفته و حبابهای هوا را نیز به دنبال خود می کشد. میزان انتقال اکسیژن از طریق تعیین طول و شیب ورقه های شیبدار ارتقاع   سقوط آزاد به علاوه سرعت جریان تعلیق تنظیم می گردد.

این دستگاه فقط با آب ساده آزمایش شده است و دانشمندان مدعی اند که در مقایسه با STRs و پاچوکاها به نیروو توان کمتر و بیشتری نیاز دارند . بالاترین ارزش در آب  یعنی گزارش شده که  به  STRs  بسیار نزدیک می باشد (شکل5)  از قرا رمعلوم جالب ترین ویژگی و مشخصه این دستگاه نیاز به  نیرو و توان پایین و احتمالا هم زدن خفیف و ملایم جهت مخلوط سازی می باشد گرچه ظاهراً  وجود همزن،A، ودستگاه تلمبه زنی( پمپاژ) هنوز هم دستخوش مقداری تنش برشی در جريان تعلیق بوده بنابراین مزیت هوادهی باشدت کمتررا تا حدودی تعدیل می کند.

تا قبل از بررسیهاي هیچگونه بررسی  و آزمایشی بروری تعلیقهای کانی صورت نگرفته است. از اینرو ارزیابی صحیح توانش برای فرایندهای بیوهیدرومتالوژیکی میسر نمی باشد تا جایی که شیوه  انتقال اکسیژن در نظرمی باشد نقش تماس ناحیه سطحی نسبتاً بزرگ ورقه شیبدار آب با اتمسفر نباید نادیده گرفته شود گر چه عده کمی از این موضوع اطلا ع داشته ودستیابی به اطلاعات بیشتر در این زمینه تحقیقات بیشتر و کامل تری را میطلبد.

 5-5 بیوراکتور غلطک  چرخان « بیورتور »

 از زمان اولین تلاشها جهت انتقال  بیوهیدرومتالوژیکی از مقیاس رومیزی گرفته تا پیلوت  در نهایت تجارت  تمایل آشیل به این تکنولوژی جدیدو نوید بخش  ناشی از عدم کارایی راکتورهای بکار رفته بود تجربیات قبلی بسیارموثر واقع شدند غلطکها یا چلیکهای فرورفته و شناور برای تفکیک و جداسازی  وزنی کانه ها و سنگ معدنی بسیار موثر بوده و عملکرد شان بسیار آرام و یکنواخت صورت می گرفت تنها اشکال این سیستم این بودکه در شرایط خاص  کشش هوای ایجاد شده از طریق بخشی از جریان تعلیق در حوضچه ای که در نیمه پایینی غلطک تشکیل شده فرورفته و موجب ناپایداری و بی ثبات می شود.

در غلطک  یا چلیک غوطه ور و شناور این یک اثر نامطلوب بود  عکس این فرایند صحیح بوده  چرا که به ترکیب هوا با جریان تعلیق تمایل داشته است.

اولین پیش نمونه بیوراکتور غلطک چرخان در سال 1991 توسعه یافت امادقیقا درسال1993 بود که مدل نهایی آنچه که بیوراکتور نامیده می شود به طور کامل آزمایش شده اول با آب  ساده و بالاخره با پیویت ( سولفور آهن طبیعی) خالص .

 نمافضایی ایندستگاه در( شکل6 )نشان داده شده است  شرح کامل آن در مقاله های قبلی ارائه شده که خواننده مشتاق و علاقمندبرای دستیابی به اطلاعات و جزئیات بیشتر می بایست به آنها مراجعه کند به طور خلاصه این نوع راکتور از یک شبکه استوانه ای تشکیل شده که جدا ره داخلی ا ش مجهز به بالابرهایی در فواصل معین(L)  می باشد هر بالابر همراه با جدار داخلی بشکه  نوعی  سینی می سازد که جریان تعلیق درآ نجا جمع می شود جریان تعلیق و هوا به علاوه مخلوط دی اکسید کربن  توسط لوله ای (T)که در راس جلویی شبکه (راس تغذیه) تعبیه شده هدایت می شود لوله تعبیه شده در راس مقابل خروجی تخلیه می باشد.

هنگامیکه شبکه برروی  غلطکهایش می چرخد (R)جریان تعلیق به طرف بالا رفته و زمانیکه سینی به بالاترین نقطه رسیده به صورت یک نوار باریک آبشاری (شیبدار) با طولی برابر باارتفاع شبکه استوانه ای تخلیه می شود.

 انتقال جرم اکسیژن غالباً در طول سرازیری  جریان  و زمانیکه نوار در حال سقوط در حوضچه تعلیق واقع در بخش پایینی شبکه غوطه ور شده صورت می گیرد.

چنین  روشی کلید شرایط  لازم و پیش نیازهای ارائه شده در قسمت فوق  را برای یک راکتور ایده آل بیوهیدرومتالوژیكي  فراهم می آورد : الف: مخلوط سازی کامل و بدون هیچ حجم مرده ای می باشد  ب) فقط تنشهای برشی ایجاد شده در جریان تعلیق به حرکت نسبی نوار شناور محدود می شود  البته با در نظر گرفتن جریان تعلیق در حوضچه در بشکه ای به قطر20m  این سرعت نسبی کمتر از  بوده ( ارتفاع سقوط آزاد  می باشد ) و جریان تعلیق  چندین  میلیمتر بالاتر از لایه فوقانی افت کرده و کاهش می یابد . ج : ارزش حداقل یک درجه بزرگی  بیشتر از ارزش STR اصلاح شده می باشد شکل(5)


اینجا هم مشاهده کنید