Интенсификация притока

Применительно к химическим заводам процесс интенсификации представляет собой стратегию значительного улучшения процесса производства и обработки, существенно уменьшая соотношение размера и производительности оборудования, производство отходов и / или потребление энергии, что в конечном итоге приводит к созданию устойчивых химических заводов, которые дешевле. работать.

С инженерной точки зрения, интенсификация процесса - это любая разработка в области химического машиностроения, которая приводит к созданию значительно меньшего, чистого и более энергоэффективного производственного предприятия.

Химическая интенсификация направлена на улучшение химических процессов за счет использования жестких условий реакции, таких как высокие температуры, высокое давление, воздействие растворителей, высокая концентрация реагентов, обработка опасных соединений и новые химические превращения. Область интенсификации процесса проектирования направлена на весь аспект проектирования производства химического производства. Он намеревается упростить и объединить различные стадии реакции и очистки последовательности химической реакции в единый оптимизированный процесс с непрерывным потоком. Хотя концепция является относительно новой, новые технологические окна уже оказали значительное влияние на приложения химии потока, а также на аспект технологического проектирования. Эта глава обсуждает каждый аспект новых окон процесса и предоставляет несколько примеров литературы.

Микропористые полимеры с хорошо предписанной внутренней микроструктурой были приготовлены в монолитной форме для создания проточного микробиореактора, в котором были иммобилизованы фенол-разрушающие бактерии, Pseudomonas syringae. Первоначально бактерии были посеяны в поры с последующим размножением с последующим акклиматизацией и деградацией фенола при различных начальных концентрациях субстрата и скоростях потока. Два типа микропористого полимера были использованы в качестве монолитного носителя. Эти полимеры различаются по размеру пор и межсоединений, макроскопической площади поверхности бактериальной подложки и фазовому объему. Полимер с номинальным размером пор 100 мкм с фазовым объемом 90% (с очень открытой структурой пор) приводит к уменьшенной бактериальной пролиферации, в то время как полимер с номинальным размером пор 25 мкм с фазовым объемом 85% (с небольшим размером межсоединения и большой площадью пор для бактериальной адгезии) давал монослойную бактериальную пролиферацию. Бактерии в полимерном носителе размером 25 микрон оставались однослойными без какого-либо видимого образования внеклеточного матрикса в течение 30-дневного непрерывного экспериментального периода. Характеристики микробиореактора были охарактеризованы с точки зрения скорости объемного использования и сравнивались с опубликованными данными, включая случай, когда одни и те же бактерии были иммобилизованы на поверхности микропористых полимерных гранул и использовались в уплотненном слое во время непрерывного разложения фенола. Показано, что при одинаковой начальной концентрации субстрата объемное использование в микрореакторе, по меньшей мере, в 20 раз более эффективно, чем в насадочном слое, в зависимости от скорости потока раствора субстрата. Концентрация бактерий в порах микрореактора уменьшается с 2,25 клеток на микром2 на верхней поверхности до примерно 0,4 клеток на микром2 на глубине реактора 3 мм. Если обедненная бактериями часть микрореактора не учитывается, объемное использование увеличивается в 30 раз по сравнению с насадочным слоем. Это повышение эффективности объясняется уменьшением диффузионного пути для субстрата и питательных веществ и повышенной доступностью бактерий для биоконверсии в отсутствие образования биопленки, а также наличием потока по поверхности однослойных бактерий. 4 ячейки на микром2 в пределах глубины реактора 3 мм. Если обедненная бактериями часть микрореактора не учитывается, объемное использование увеличивается в 30 раз по сравнению с насадочным слоем. Это повышение эффективности объясняется уменьшением диффузионного пути для субстрата и питательных веществ и повышенной доступностью бактерий для биоконверсии в отсутствие образования биопленки, а также наличием потока по поверхности однослойных бактерий. 4 ячейки на микром2 в пределах глубины реактора 3 мм. Если обедненная бактериями часть микрореактора не учитывается, объемное использование увеличивается в 30 раз по сравнению с насадочным слоем. Это повышение эффективности объясняется уменьшением диффузионного пути для субстрата и питательных веществ и повышенной доступностью бактерий для биоконверсии в отсутствие образования биопленки, а также наличием потока по поверхности однослойных бактерий.