Study of solid–liquid mixing in agitated tanks through electrical resistance tomography

Hosseini, Seyed Amin; Patel, Dineshkumar; Ein‐Mozaffari, Farhad; Mehrvar, Mehrab

doi:10.1016/j.ces.2009.10.007

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“…Tanques de agitação também são utilizados em grande escala na indústria. Portanto, é essencial que analise a dinâmica do escoamento sólido-líquido em tanques de agitação, de modo a otimizar os processos e reduzir custos [2]. O requisito fundamental para se estudar a eficiência de mistura do tanque de agitação é a suspensão da fase sólida (partículas), visando maximizar a área de contato interfacial entre a fase sólida e líquida.…”

Section: Introductionunclassified

“…Muitas pesquisas científicas têm sido focadas em prever a velocidade, Nis, onde todas as partículas sólidas estão suspensas; conhecida por condição de suspensão, onde nenhuma partícula permanece no fundo do tanque por mais de 1 ou 2 segundos. [2] Devido ao fato de que é necessária uma grande quantidade de energia para que o rotor alcance altas velocidades, é fundamental que se entenda a dinâmica deste escoamento minuciosamente, para explorar a melhor condição de escoamento e projeto de tanque para alcançar menores valores para a velocidade Nis sem influenciar negativamente na quantidade de sólidos suspensos, resultando em uma grande economia. Além do benefício econômico citado, compreender o complexo escoamento de uma mistura sólido-líquido fornecerá entendimento de escoamentos multifase em geral e as descobertas podem ser utilizadas para melhorar os modelos para misturas sólido-líquido-gases, que são ainda mais complexos.…”

Section: Introductionunclassified

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Estudo Do Comportamento De Uma Mistura Sólido-Líquido Em Um Tanque De Flotação Utilizando a Técnica De Tomografia Por Resistência Elétrica

Machado¹,

Souza²,

Basavarajappa³

et al. 2017

Anais Do Enemet - Encontro Nacional De Estudantes De Engenharia Metalúrgica, De Materiais E De Minas

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ResumoFlotação é um complexo processo para separar os minerais de interesse da ganga. O processo de recuperação neste método depende da condição hidrodinâmica do tanque. A condição ideal de mistura é obtida utilizando-se um mecanismo de agitação que suspende as partículas de maneira homogênea no tanque. O propósito deste trabalho é investigar os parâmetros de operação, como velocidade de agitação e tamanho das partículas, em um tanque de flotação em escala laboratorial com a técnica de Tomografia por Resistência Elétrica. Os resultados deste trabalho mostram que a velocidade de agitação e tamanho das partículas tem um grande efeito na homogeneidade da mistura em suspensão. Outros experimentos serão realizados incluindo outros tamanhos de partículas e densidades, variados tamanhos de rotor e defletores nas paredes do tanque para conter a turbulência em altas velocidades. Palavras-chave: Flotação; Processamento mineral; Tomografia por resistência elétrica. SOLID-LIQUID MIXING STUDIES IN LAB-SCALE FLOTATION TANK USING ELECTRICAL RESISTANCE TOMOGRAPHY AbstractFlotation is a complex multiphase process used in the mineral processing industry to separate valuable minerals from accompanying gangue minerals. The recovery in the flotation process is known to strongly depend on the hydrodynamic conditions in the tank. The optimal mixing kinetics is achieved using an agitator mechanism which suspends incoming mineral particles throughout the tank. The purpose of this study is to investigate the effect of various operating conditions, such as impeller agitation rate and particle size, on particle suspending characteristics of lab scale flotation tank using state-of-the-art real-time Electrical Resistance Tomography (ERT) system. Impeller agitation rate and particle size are found to have a significant effect on homogeneity of solid-liquid suspension. More experiments will be performed in the future to include additional particles sizes and densities, impeller designs and scales, and number of baffles.

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Section: Introductionunclassified

Estudo Do Comportamento De Uma Mistura Sólido-Líquido Em Um Tanque De Flotação Utilizando a Técnica De Tomografia Por Resistência Elétrica

Machado¹,

Souza²,

Basavarajappa³

et al. 2017

Anais Do Enemet - Encontro Nacional De Estudantes De Engenharia Metalúrgica, De Materiais E De Minas

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“…Quite recently, the ERT system has been utilized for evaluating the mixing characteristics of different types of processes [19][20][21][22][23][24][25].Other advantages of the ERT include; relatively low in cost as compared to the techniques used for medical diagnostics, non intrusive to process flow and also suitable for both opaque reactors and media. The ERT technique measures conductivity signals from electrodes located around a process vessel [18].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Macromixing hydrodynamic study in draft-tube airlift reactors using electrical resistance tomography

Gumery

Ein‐Mozaffari

Dahman

2010

Bioprocess Biosyst Eng

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The present study summarizes results of mixing characteristics in a draft tube airlift bioreactor using ERT. This technique offers the possibility for noninvasive and nonintrusive visualization of flow fields in the bioreactor and has rarely been utilized previously to analyze operating parameters and mixing characteristics in this type of bioreactors. Several operating parameters and geometric characteristics were examined. In general, results showed that the increase in superficial gas velocity corresponds to an increase in energy applied and thus, to a decrease in mixing time. This generally corresponded to an increase in liquid circulation velocity and shear rate values. Bottom clearances and draft tube diameters affected flow resistance and frictional losses. The influence of sparger configurations on mixing time and liquid circulation velocity was significant due to their effect on gas distribution. However, the effect of sparger configuration on shear rate was not significant, with 20% reduction in shear rates using the cross-shaped sparger. Fluid viscosity showed a marked influence on both mixing times and circulation velocity especially in the coalescing media of sugar and xanthan gum (XG) solutions. Results from this work will help to develop a clear pattern for operation and mixing that can help to improve several industrial processes, especially the ones related to emerging fields of technology such as the biotechnology industry.

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“…1.1.3 Measurements of Solid Concentration The researcher group in UMIST reported recently the measurements of solid concentration in a stirred vessel using the ERT method mentioned later (McKee et al, 1994). Hosseini et al (2010) Figure 1 shows a 3D image generated using 2D tomograms for the solid suspension agitated with A200 impeller at N=250 rpm, C=T/2, X=10 wt%, d p =210 mm.…”

Section: Experimental Approachmentioning

confidence: 99%

Review of Visualization of Flow and Dispersion States of Slurry System Fluids in Stirred Vessels

Kaminoyama

2014

J. Chem. Eng. Japan

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The author starts by reviewing papers regarding studies of solid-liquid mixing and dispersion states, essential for slurry uid mixing, by both experimental and numerically analytical approaches, and subsequently reviews papers regarding visualization of the cavern and the ow state of slurry system uids by CFD and ERT, as it is impossible to use an optical visualization approach for such uids because they are usually opaque and non-light-transmitting.

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Study of solid–liquid mixing in agitated tanks through electrical resistance tomography

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Estudo Do Comportamento De Uma Mistura Sólido-Líquido Em Um Tanque De Flotação Utilizando a Técnica De Tomografia Por Resistência Elétrica

Estudo Do Comportamento De Uma Mistura Sólido-Líquido Em Um Tanque De Flotação Utilizando a Técnica De Tomografia Por Resistência Elétrica

Macromixing hydrodynamic study in draft-tube airlift reactors using electrical resistance tomography

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