Flow structure of the dispersed gasphase in real multiphase chemical reactors investigated by a new ultrasound–doppler technique

Authors


Abstract

The flow structure of the dispersed gas phase within an aerated stirred tank reactor of pilot scale (600L) has been investigated by means of a new ultrasound reflection technique. A compact implementation of the new measuring technique is described in this article. It allows the investigation the flow structure of the dispersed gas phase in real multiphase flows within arbitrary large reaction vessels. Measurements have successfuly been performed even in complex biotechnological and chemical production systems. The measuring device exploits the Doppler–shift of ultrasound pulses upon reflections at the surfaces of moving bubbles. Only a single measuring probe needs to be introduced into the dispersion. Bubble velocity distributions can be obtained within a few minutes, even during production processes in highly viscous media. The device is simple to use, since it is fully automized by means of integrated microprocessors.

Abstract

On a étudié la structure de l'écoulement de la phase gazeuse dispersée dans un réacteur agité aéré à l'échelle pilote (600 L) au moyen d'une nouvelle technique de réflexion à ultrasons. On décrit dans cet article la façon dont a miniaturisé la technique de mesure. Cette technique permet l'étude de la structure de l'écoulement de la phase dans des écoulements multiphasiques réels à l'intérieur de grands réacteurs. On a měme réussi à effectuer des mesures dans des réacteurs biochimiques et chimiques complexes. Le système de mesure exploite le décalage par effet Doppler de la fréquence de pulses ultrasonores causé par la réflexion des ondes sur la surface de bulles en mouvement. Il n'est nécessaire d'introduire qu'une seule sonde de mesure dans la dispersion. Les distributions de vitesse des bulles peuvent ětre obtenues en quelques minutes, měme durant les procédés de production dans des milieux très visqueux. Le système est facile à utiliser du fait qu'il est complètement automatisé au moyen de microprocesseurs intégrés.

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