Production of light particles suspension in a mixer without baffles and with the inclined shaft of impeller

W pracy wytwarzano zawiesinę lekkich cząstek w mieszalniku bez przegród z mieszadłem pracującym na wale pochylonym względem osi zbiornika. Testowano dwa klasyczne mieszadła dwułopatkowe o średnicy d= 0,175 m z prostokątnymi łopatkami pochylonymi pod kątem a = 45° (pompujące w górę) i a = 135° (pompujące w dół). Użycie mieszadeł pompujących w górę pozwala znacząco obniżyć minimalne częstości obrotów, przy których w mieszalniku występują zarówno pierwsze objawy dyspersji (ruch wszystkich rozpraszanych cząstek), jak i pożądany stan dobrej dyspersji (w miarę jednorodne stężenie zawiesiny). Stosując do wytwarzania zawiesiny lekkich cząstek mieszadła dwułopatkowe z pochylonymi łopatkami korzystnie jest zawieszać je bliżej powierzchni cieczy, na której zalega granulat, gdyż zmniejsza się wówczas wymaganą częstość obrotów mieszadła, a tym samym moment skręcający wał mieszadła i w konsekwencji nakłady energetyczne ponoszone na realizację procesu.In this work the production of light particles suspension in a mixer without baffles and with inclined shaft of impeller was carried out. Two types of classical paddle impellers of the diameter d- 0.175 m with rectangular biades inclined at angles a = 45° (pumping up) and a = 135° (pumping down) were tested. Starting point of dispersion and complete suspension was observed in the mixer for lower critical impeller speeds when the pumping- up impeller was used. Finally, it was found that the critical impeller speed decreased when the distance between impeller and tank bottom increased. In this case the torque on the shaft also decreased and consequently power consumption went down

Modeling of enzymatic hydrolysis of substrate with a wide distribution of molecular mass

W pracy podjęto próbę opracowania uproszczonego analitycznego modelu opisującego enzymatyczny rozkład preparatów o szerokiej dystrybucji masy cząsteczkowej. Założono rozkład masy cząsteczkowej w skrobi, aktywność i specyfikę działania enzymu. Otrzymano model będący funkcją dwóch zmiennych. Wyniki otrzymane z modelowania zestawiono z wynikami badań eksperymentalnych.An analytic model of enzymatic hydrolysis of substrate with wide distribution of molecular mass was developed. Distribution of molecular mass and enzyme activity were assumed. The analytic model based on two values was developed. The simulation results were compared with the experiments

Study of mixing and mass transfer in a liquid - liquid flow system using CFD techniques

W pracy zbadano transport masy w przepływie segmentowym generowanym w mikroreaktorze typu T. Przebieg reakcji śledzono dzięki zmianie barwy błękitu bromotymolowego podczas neutralizacji wodnego roztworu NaOH za pomocą CH3COOH. Na podstawie analizy zdjęć zaobserwowano niejednolitość w rozkładzie stężeń oraz obecność stref o słabym mieszaniu. Ich obecność potwierdzono za pomocą CFD. Wykazano również zależność między szybkością reakcji a wartością dyssypacji energii.The work involved the mass transfer in the segmented flow generated in a T-type microreactor. The reaction course was monitored by changing a color of bromothymol blue while neutralizing NaOH with CH3COOH. The heterogeneity in distribution of concentrations and the presence of poor mixing zones were observed during the analysis of photos. The presence of these zones was confirmed usinf CFD techniques. The relationship between the reaction rate and a value of energy dissipation was also shown

Separation of 1,3-propanediol from fermentation broth by ion exclusion

W pracy przedstawiono możliwość zastosowania ekskluzji jonów w procesie oczyszczania 1,3-propanodiolu z brzeczki fermentacyjnej. Badania przeprowadzono na kationicie w formie sodowej. Wstępnie odsoloną frakcję produktu uzyskano z ok. 50% wydajnością separacji 1,3-propanodiolu. Stopień odsolenia brzeczki wyniósł 80÷90%, a końcowe oczyszczenie i odbarwienie 1,3-propanodiolu przeprowadzono stosując wymianę jonową. W wyniku procesu otrzymano oczyszczony roztwór 1,3-propanodiolu o stężeniu 16,5 g/L.Application of ion exclusion for the separation of 1,3-propanediol from fermentation broth was examined. The study was carried out on a cation exchange resin in the sodium form. The product fraction with the desalination degree of 80-90% and 50% separation yield of 1,3-propanediol we obtained. The final purification of 1,3-propanediol was carried out using the ion exchange. As a result of this process the purified solution of 1,3-propanediol (16.5 g/L) was obtained

Analysis of a central vortex formation in a mixer with the rotor-stator system used as a stirrer

W pracy badano proces powstawania leja wokół wału wysokoobrotowego układu typu stator-rotor, pracującego jako mechaniczne mieszadło w osi zbiornika pozbawionego przegród. Analizowano wpływ częstości obrotów rotora oraz wysokości zawieszenia mieszadła nad dnem zbiornika na głębokość powstającego leja w trzech mieszalnikach o różnych stosunkach średnicy zbiornika do średnicy mieszadła D/d. Mieszanym medium była woda destylowana (t = 20°C), wypełniająca każdy z testowanych zbiorników do wysokości H - 2D. Stwierdzono, że względna głębokość leja wyraźnie wzrasta zarówno ze wzrostem częstości obrotów rotora jak i ze wzrostem względnej wysokości zawieszenia mieszadła nad dnem zbiornika.Creation of a central vortex around the high speed shaft in rotor-stator type system, working as mechanical stirrer in the axis of tank without baffles was studied. Influence of rotor speed and the distance between agitator and tank bottom on the depth of a central vortex in three mixers with various geometric ratios Did (tank diameter to impeller diameter) was analyzed. Tested medium was distilled water (t - 20°C) filling each of the examined tanks to the level H = 2D. The relative depth of central vortex increased significantly with the increase of both the rotor speed and the relative distance between agitator and tank bottom

Separation of 1,3-Propanediol from Aqueous Solutions by Ion Exchange Chromatography

1,3-propanediol is a promising monomer with many applications and can be produced by bioconversion of renewable resources. The separation of this product from fermentation broth is a difficult task. In this work, the application of cation exchange resin for the separation of 1,3-propanediol from model aqueous solution was examined. The best effect of separation of 1,3-propanediol from glycerol using sorption method was obtained for H+ resin form, although the observed partition coefficient of 1,3-propanediol was low. On the basis of the results of the sorption of 1,3-propanediol, the ionic forms of the resin were selected and used in the next experiments (H+, Ca2+, Ag+, Na+, Pb2+, Zn2+). The best results in ion exchange chromatography were obtained for cation exchange resin in H+ and Ca2+ form. The use of smaller particle size of resin and a longer length of the column allows to obtain better separation of mixtures

Quantitative and qualitative verification of the own algorithm for mixing power computation using CFD method

W pracy przedstawiono wyniki matematycznego modelowania procesu mieszania w zbiorniku w skali technicznej wraz z eksperymentalną weryfikacją uzyskanych wyników. Klasyczny model matematyczny oparty o technikę CFD został wzbogacony o dodatkowy, własny algorytm liczenia mocy przekazywanej przez mieszadło do objętości płynu. Pomiary mocy mieszania wykonane zostały w zbiorniku o średnicy D = 0,575 m wyposażonym w cztery przegrody o szerokości B = O, 1D przy użyciu turbiny Rushtona. Obliczenia symulacyjne wykonano za pomocą oprogramowania Ansys i własnych procedur UDF.The paper presents results of mathematical modeling of mixing process in a technical-scale tank together with the experimental validation. The classic mathematical CFD model was extended using the own algorithm for computation of bulk phase mixing power. The measurements of mixing power were performed in the tank of D = 0.575 m in diameter equipped with four baffles of B = 0. 1D width. The Ruathon turbine was used in the experiments. The calculations were performed using Ansys software with the own UDF functions.

Influence of hydrodynamics on preparation and characteristics of oxyethylation heterogeneous Al-Mg oxide catalysts

W niniejszej pracy podjęto problem określenia wpływu warunków hydrodynamicznych podczas procesu współstrącania katalizatorów, realizowanego w skali wielkolaboratoryjnej oraz zawartości sodu w otrzymanych katalizatorach na ich właściwości fizykochemiczne oraz aplikacyjne. Stwierdzono istotny wpływ rozpatrywanych parametrów. Uzyskane katalizatory charakteryzują się znaczną aktywnością oraz selektywnościąa także pozwalają na syntezę oksyetylenowanego produktu charakteryzującą się brakiem czasu inicjacji.The aim of this work was to examine an influence of mixing hydrodynamics during co-precipitation process and influence of sodium content in catalysts on their activity and physical and chemical properties. The process was carried out in a technical scale. A significant influence of tested parameters was found. Obtained catalysts were characterized by considerable activity and selectivity. They enabled one to form oxyethylated product distinguished by I a lack of inhibition time

Fatty acids methyl esters oxyethylation on heterogeneous catalyst. Experiments and process modeling

W niniejszej pracy podjęto problem modelowania procesu oksyetylenowa-nia estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych na tlenkowym, glinowo-magnezowym katalizatorze heterogenicznym. Proces realizowano w reaktorze półperiodycznym, ze stopniowym dozowaniem tlenku etylenu. Ze względu na jego złożoność wynikającą z ilości przebiegających reakcji oraz trójfazowości układu zaproponowano uproszczony model matematyczny rozwiązywany numerycznie. Pozwala on na analizę przebiegu procesu.Modelling of fatty acids methyl esters oxyethylation process on heterogeneous aluminum and magnesium oxide catalyst is discussed in the paper. The process was carried out in a semi-batch reactor with successive dosing of ethylene oxide. Because of its complexity resulting from a three-phase system and number of consecutive reactions a simplified mathematical model of the process was proposed. Numerical methods were used to find the solution of model equations. The proposed approach can be used in process analysis