Кислород массоперенос

Биотехнологические процессы в связи с массообменом Принято считать, что диффузионные процессы, протекаюпще в биореакторах, не накладывают заметных ограничений на максимально проявляющуюся функциональную активность клеток и клеточных структур, главное при этом — поддержание массооб-мена (и прежде всего — кислорода в системе "газ-жидкость применительно к аэробным организмам) на оптимальном уровне При выращивании биообъекта в реакторе образуется сложная система массопереноса 02, а именно - "газ-жидкость-твердое тело", понимая под твердым телом биообъект Названная тройная система легко расчленяется на три самостоятельные системы "газ-жидкость", "жидкость-жидкость" и "жидкость-твердое тело" Это можно продемонстрировать следующим образом (рис 77) [c.261]

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

При оценке массопереноса в газлифтном реакторе примем (условно) коэффициент диффузии кислорода в жидкости (воде) по табл. 9.8 Ощ = 2-10- м с. [c.288]

Исследованиями каталитического окисления сульфита натрия в пустотелой барботажной колонне [5] обнаружено существенное влияние режима барботажа на массоперенос кислорода из воздуха в жидкость. [c.72]

Как уже отмечалось, в процессе заводнения изменяется состав пластовой нефти, и остаточная нефть на поздней стадии может значительно отличаться от изначально добываемой. Окисление растворенным в закачиваемой воде кислородом и массоперенос приводят к накоплению в остаточной нефти тяжелых, полярных компонентов, что сказывается на ее реологических свойствах и сорбционной активности, и, в конечном итоге, на нефтеотдаче. Активное применение физико-химических методов увеличения нефтеотдачи с закачкой сотен и тысяч тонн химреагентов предполагает также взаимодействие компонентов нефти с этими веществами. Однако на сегодняшний день исследователи не пришли к единому выводу по поводу значимости техногенного изменения состава и свойств пластовой нефти и воды. [c.121]

Щелочной раствор солей, содержащий кислород Подрыв увеличивается Массоперенос при высоких концентрациях затрудняется [c.173]

Растворение сложный физико-химический процесс, в результате которого часть массы нефти из пленочной или капельной фазы переходит в водную толщу. Растворение - это процесс, приводящий к массопереносу углеводородов (растворимых в воде фракций) из поверхностного тонкого нефтяного слоя взвеси и капель нефти в толщу воды после окисления легких углеводородов кислородом воздуха с образованием полярных компонентов. [c.32]

Последний член правой части уравнения (52) учитывает внутренние стоки и источники массы, которая характеризуется концентрацией С. Если фазы в зоне технологического процесса существуют раздельно, уравнения типа (52) должны записываться раздельно для каждой фазы. Уравнение (52) характеризует внутреннюю задачу (определяемый процесс) распределения массы в зоне. Поступления данной массы через границы зоны описываются соответствующими граничными условиями. В тех случаях, когда массоперенос лимитируется поступлением окислителя, уравнение (52) записывается применительно к окислителю, и концентрация С- в этом уравнении относится к кислороду. [c.51]

В растворах химического меднения при малых концентрациях меди и низких скоростях осаждения процесс восстановления контролируется массопереносом. В этом случае влияние принудительной конвекции велико. При высоких концентрациях ионов и больших скоростях осаждения это влияние ничтожно. Снижение средней скорости осаждения при перемешивании раствора может быть вызвано увеличением диффузии кислорода к поверхности образующегося покрытия и частичной его пассивацией. Необходимо отметить, что перемешивание раствора химического меднения повышает его стабильность. Это связано, по-видимому, со снятием диффузионных ограничений по доставке растворенного кислорода к образующимся в объеме раствора зародышам металлической фазы и пассивацией их поверхности, приводящей к торможению процесса самопроизвольного роста этих зародышей. [c.92]

Моделирование и расчет процесса массопереноса кислорода к микроорганизмам [c.91]

Как следует из табл. 2.14, затраты на теплопередачу соизмеримы с затратами на массоперенос кислорода, в связи с чем условия теплопередачи могут быть решающими при выборе эффективных субстратов для биосинтеза и организации процесса ферментации. [c.102]

Негорючие твердые частицы суспензии и влага (на начальных стадиях горения) влияют на интенсивность массопереноса кислорода к поверхности реагирования и величину этой поверхности. При большом содержании минеральных компонентов з суспензии (свыше 10—15%) анализ закономерностей выгорания этого топлива без учета влияния зольности может привести к расхождениям результатов расчета и эксперимента. [c.7]

Предполагается, что процесс горения протекает только на внешней поверхности капли суспензии (точнее поверхности частиц подсохшего поверхностного слоя капли) интенсивность объемного реагирования газообразных продуктов неполного сгорания угля с кислородом воздуха пропорциональна интенсивности выгорания углерода суммарная скорость горения определяется скоростью массопереноса окислителя н продуктов реакции у поверхности реагирования средняя скорость движения капли суспензии на расстоянии X равна средней скорости газового потока в этом сечении скорость испарения влаги капли пропорциональна скорости ее выгорания. [c.8]

В реакторах с механическим перемешиванием газожидкостной смеси вследствие развитой турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование газа в жидкости, что обеспечивает высокую удельную площадь поверхности контакта фаз. Такие реакторы целесообразно использовать в случаях, когда газожидкостная реакция протекает с достаточно большой скоростью и процесс лимитируется скоростью массопереноса, например, кислорода в жидкость, т. е. диффузионными факторами. Реакторы с мешалками можно компоновать в каскады. [c.49]

Одновременно с расчетом траектории движения пузыря производилась оценка массопереноса кислорода из пузыря в массу жидкости и рассчитывалось остаточное содержание кислорода в пузыре. В качестве первого приближения предполагалось, что кислород, переходящий границу раздела фаз, мгновенно участвует в реакции окисления, т. е. скорость массопереноса зави- [c.206]

При сопротивлении массопереносу в жидкой фазе зависимость Роб от условий перемешивания и свойств среды, полученная при изучении абсорбции и десорбции кислорода [30], имеет вид [c.327]

На рис. 3 приведена зависимость эффективности массообмена от скорости вращения кассеты, определяющей скорость течения жидкой пленки. Как видно из графика, скорость вращения кассеты слабо влияет на эффективность массопереноса. При более высоких концентрациях легколетучего компонента в разделяемой смеси это влияние несколько больше. Это можно объяснить некоторым перераспределением сопротивления переносу при изменении концентрации легколетучего в жидкой и паровой фазах. Для смеси азот — кислород (данные А. М. Архарова [3]) с повышением концентрации кислорода влияние скорости вращения на массообмен также падает. [c.260]

Изучение массообмена на такой модели проводилось Якушки-ным [96 ] при каталитическом окислении сульфита натрия кислородом воздуха. Диаметр барботажной трубы изменялся от 40 до 125 мм, а длина от 2 до Зм. Для проверки влияния скорости жидкости на массообмен в циркуляционной трубе в некоторых опытах устанавливалась диафрагма, изменяющая кратность циркуляции при неизменном расходе газа в барботажной трубе. Приведенная скорость газа в этой трубе составляла 0,055—0,90 м/с. Эффективность массообмена оценивалась объемным коэс ициентом массопереноса [c.111]

Исследование истинной кинетики реакции показало, что ее скорость пропорциональна концентрации кислорода в степени 0,8, а кажущаяся энергия активации равна 21,9 кДж/моль. Был измерен коэффициент теплопроводности катализатора, исходя из значения которого по уравнению (1У.2) вычисляли эффективный коэффициент диффузии. Значения коэффициентов эффективности находили путем численного интегрирования математических выражений, учитывающих одновременное протекание диффузии и реакции. Предсказанные таким путем значения коэффициента эффективности, лежащие в пределах 0,5—1,4, отличались от экспериментальных значений в среднем на 7%. Исключение составляют режимы, при которых скорость реакции максимальна и для которых массоперенос к внешней поверхности играет определяющую роль. Для основ- [c.172]

Как показывают помещенные в газовую фазу термопары, нарастание температуры столь стремительно, что оно не может происходить на катализаторе, где подача реагентов лимитируется массопереносом, а скорость тепловыделения — теплопередачей. Важное значение нескольких поверхностных форм кислорода в образовании окиси этилена общепринято, но нельзя пренебрегать и такими теориями, которые описывают этот процесс иначе, чем взаимодействие пероксидных форм кислорода и газообразного этилена. Предположение, что подповерхностный кислород превращает Ад в ион Ад+ [41], который в свою очередь может адсорбировать этилен, в целом не противоречит [c.231]

Лимитирующей стадией является массоперенос пропилена и кислорода, которые барботируются через реакционную смесь. Селективность образования ацетона равна 98%. Продукт выделяют дистилляцией. Регенерация палладиевого катализатора происходит под действием хлорной меди и воздуха, поскольку образующаяся при окислении палладия однохлористая медь вновь легко окисляется воздухом [c.213]

Хотя это очень упрощенный подход к массопереносу, он приемлем во многих случаях. Например, реакция с кислородом у чувствительных к кислороду продуктов обычно развивается намного быстрее, чем скорость переноса, поэтому концентрация кислорода внутри упаковки примерно постоянна и близка к нулю. Концентрация кислорода в окружающем воздухе, определенная как парциальное давление, постоянна и составляет примерно 21 кПа. Вне зависимости от формы гибкой упаковки, массоперенос через пленку существенно одномерен. Если температура постоянна и коэффициент Р известен, то количество кислорода, который пройдет через пленку за данный период времени, легко рассчитать по уравнению (9.1). Если, напротив, известна чувствительность продукта (то есть известно максимальное количество кислорода, которое он сможет захватить без ухудшения качества до неприемлемого уровня), то можно рассчитать время, за которое произойдет перенос данного количества кислорода (срок хранения на полке ). [c.247]

Массоперенос газов (кислорода и азота) протекает на 2-4 порядка медленнее через повязку, находящуюся в контакте с водой, чем через повязку сухую в аналогичных условиях. [c.301]

Таким образом, важными факторами увеличения скорости массопереноса в плавильных печах являются аэродинамические факторы и, в частности, повышение скорости печных газов. Кроме того, необходимо повышение концентрации окислителей и особенно кислорода в печных газах. В плавильных печах это достигается подачей в факел интенсификаторов струи кислорода и сжатого воздуха. Рекомендуется расход сжатого воздуха доводить до 200-250 mVt стали, что обеспечивает интенсификацию как теплообменных, так и массообменных процессов, увеличение окислительной способности печи, сокращение длительности плавки, экономию топлива и повышение стой-юсти печей. [c.601]

Процессы массопереноса в дуге, а именно конденсация материала на аноде в атмосфере кислорода и разложение материала на катоде, играют значительную роль в процессах образования капли и появления интенсивного излучения. При использовании обоих электродов из анализируемого материала чувствительность определения примесей увеличивается. До сих пор нет удовлетворительного объяснения этого резкого увеличения интенсивности излучения следов примесей. [c.88]

Биохимические процессы в основе осуществляют превращение Одной субстанции в другую с помощью живых клеток, однако более рационально и экономично, чем химическое превращение. И в основе их описания широко используется математический аппарат описания многофазных химических реакторов. Ферментационная среда представляет собой многофазную систему, содержащую пузырьки газа (аэрирующий газ — источник кислорода), питательную жидкость и квазитвердую фазу (клетки — продуценты биомассы). Гидродинамика такой системы чрезвычайно сложна, поэтому чаще всего анализ структуры потоков сводится к псевдогомоген-ной системе (водная фаза — клетки). Но даже и в общем случае модели структуры потоков и массопереноса, полученные для процессов химического превращения, с учетом характерных особенностей могут быть использованы при исследовании биохимических реакторов [1, 50, 511. [c.141]

Исследования 5] были проведены только на одной газожидкостной системе (воздух — водный раствор сульфита натрия), и растворимость кислорода в жидкости оценивалась общим коэ( и-циентом массопередачи Х - Поскольку в характеризующее его уравнение (П.49) входит константа Яр, то, очевидно, коэффициент массопереноса а следова- [c.73]

Стандартный потенциал основной анодной реакции составляет 0,56 В. На электродах протекают также побочные реакции на аноде — образование кислорода, на катоде — восстановление К2МПО4. Позтому выход по току всегда оказывается меньше 100 %, а выход по веществу сохраняется при этом весьма высоким, так как продукты упомянутых побочных реакций не загрязняют электролит. С увеличением концентрации К2М.ПО4, уменьшением температуры электролита и анодной плотности тока выход перманганата калия возрастает. В промышленности, однако, электролиз проводят при повышенной температуре, что позволяет несколько улучшить массоперенос и снизить напряжение на э.чектролизере. Для снижения потерь манганата вследствие восстановления его на катоде последний заключают в чехол из химически стойкой ткани, а также уменьшают поверхность катодов. Возможно применение микропористой диафрагмы, В этом случае поверхности катодов и анодов могут быть одинаковыми. [c.192]

Понятие о твердой фазе. Термодинамическое определение фазы (см. гл. II, 9) включает следующие основные положения. Во-первых, подразумевается, что система находится в состоянии термодинамического равновесия, т. е. обеспечены условия свободного массопереноса и теплообмена как в объеме каждой фазы, так и в системе в целом. Во-вторых, каждая фаза, составляющая систему, должна быть физически однородной ее частью. При этом химическая однородность фазы не обязательна. Примером физически однородной (однофазной), но химически неоднородной системы являются воздух — молекулярный раствор газов, не взаимодействующих друг с другом, молекулярные водные растворы неэлектролитов и т. п. Химическая неоднородность в однофазной системе наблюдается только при полном отсутствии химического взаимодействия между компонентами. Если такое взаимодействие при образовании фазы возможно, то оно приводит к возникновению и физически и химически однородной однофазной системы. Например, смесь газообразного оксида азота и кислорода физически однородна. Если бы эти газы пе взаимодействовали друг с другом, то их смесь была бы однофазной, но химически неоднородной (как воздух). Поскольку в системе возмол<но химическое взаимодействие, приводящее к образованию нового вещества (дыокспд азота НОг), то состояние термодинамического равновесия наступит тогда, когда система станет и физически и химически однородной. В-третьих, термодинамическое определение фазы предусматривает наличие межфазной границы раздела — поверхности, отделяющей данную фазу от всех остальных фаз в системе н от окружающего пространства. Поверхностный слой фазы находится в иных условиях по сравнению с объемом и обладает избыточной свободной энергией. Вследствие этого свойства поверхности отличаются от свойств вещества в целом. Поэтому понятие фазы применимо к макроскопическим объектам, для которых объемные свойства являются определяющими. Если поверхностными свойствами по сравнению с объемными пренебречь нельзя (что наблюдается, например, в тонких пленках), то классическое понятие фазы становится неприменимым. При этом не имеет значения абсолютное количество вещества в объеме данной фазы, важ[ю лишь соотношение между поверхностью и объемом. Например, фазой нельзя считать тонкую масляную пленку на поверхности воды, хотя общая масса этой пленки может быть значительной. [c.302]

Перемешивание сточной воды и активного ила в аэратеике Этот процесс обеспечивает поддержание активного ила во взвешенном состоянии, создает благоприятные условия для массопереноса компонента питания и кислорода. Интенсификация перемешивания (до известных пределов) приводит к разрушению слишком крупных хлопьев активного ила на более мелкие, что в целом способствует увеличению поверхности контакта микроорганизмов со средой. При этом уменьшение размеров хлопьев не сказьшается отрицательно на скорости осаждения, хотя количество свободных клеток и простейших становится меньше. [c.106]

Существенным отличием системы с иммобилизованными на стеклоершах клетками от биофильтров является то, что в этом случае можно интенсифицировать процесс массопереноса кислорода. Предполагается, что такая система найдет щирокое применение в очистке локальных стоков, под которыми понимают стоки производств с узким спектром загрязнений. Их целесообразно очищать в самостоятельных биологических системах, не смешивая со стоками других производств. Это позволяет получать в биологических системах очистки биоценозы микроорганизмов, адаптированные именно к данному узкому спектру загрязнений при этом скорость очистки и ее эффективность возрастают. [c.118]

Рнс 77 Системы образующиеся в биореакторе (8) при массопереносе кислорода (1) из среды (4) в клетку продуцент (5) 2 — невозмущаемый слой жидкости 3 — пограничная область рг1здела фаз газ жидкость б — пограничная область раздела фаз яСидкость твердое тело 7 — условный путь перемещения Ог в системе жцдкость жидкость от (1) до (5) где он расходуется в биохимических реакциях [c.262]

Теоретические представления, лежащие в основе моделей высокотемпературного взаимодействия металлов с кислородом в равной мере справедливы по отношению к реакциям металлов с галогенами, серусодержащими и другими газами. Классификация этих процессов должна базироваться на особенностях массопереноса компонейтов в твердой и газовой фазах [c.413]

При экспериментальном определении характеристик массопереноса диоксида углерода через поверхность воды было обнаружено [Ляхин, 1975], что с ростом солености коэффициенты инвазии (эвазии) СО2 быстро возрастают. При исследовании массопереноса между кислородом и водной поверхностью в условиях интенсивного испарения (температура воздуха 40 °С, воды - 18,5 °С) установлено [Бреховских, Братков, 1985], что в равных температурных условиях морская (соленая) вода характеризуется вдвое большим коэффициентом массопереноса, чем речная (пресная). В обоих случаях интенсификацию массопереноса можно объяснить возникновением мелкомасштабной халинно-капиллярной конвекции, способствующей конвективному переносу газов в приповерхностные слои воды. [c.63]