Jumat, 25 Januari 2013

SIMULASI ALIRAN GAS-SOLID-LIQUID DALAM BIOREAKTOR MEMBRAN TERENDAM

Karakteristik hidrodinamika pada pencampuran gas-solid-liquid dalam bioreaktor membran terendam (BRMt) dan pengaruhnya terhadap transfer massa dipelajari secara komputasional pada berbagai konsentrasi solid, rate gas masuk, dan jarak bafel. Metode komputasional dilakukan dengan menggunakan software GAMBIT 2.1.6. untuk pembuatan grid yang merupakan domain perhitungan dan melakukan simulasi dengan software CFD FLUENT 6.2.16. Hasil perhitungan yang diperoleh setelah iterasi mencapai tingkat konvergensi tertentu. Aliran multifase dalam reaktor disimulasikan dengan mixture model, sedangkan untuk memodelkan karakteristik aliran turbulen digunakan standar k-ε model. Sistem geometri yang dipelajari adalah bioreaktor berbentuk kotak berdasar datar, 2 buah bafel, membran hollow fiber terendam dan lubang udara di dasar reaktor. Untuk pemodelan membran digunakan dua pendekatan yaitu membran sebagai black box dan membran sebagai porous media. Liquid yang digunakan adalah air, dengan lumpur aktif sebagai solid, dan udara sebagai fase gas. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa sistem gas-solid-liquid dengan letak bafel terdekat dari membran, menyebabkan proses dispersi liquid semakin cepat, sehingga fluida dalam tangki tercampur dengan sempurna dan dapat meningkatkan laju transfer massa gas-liquid dan fluks pada BRMt.
Peningkatan konsentrasi solid tidak berpengaruh terhadap perubahan laju transfer massa gas-liquid dan fluks, tetapi kenaikan laju udara dapat menaikkan laju transfer massa gas-liquid dan fluks. Pendekatan porous media memberikan hasil prediksi distribusi gas hold up yang lebih merata dibandingkan dengan pendekatan black box. Letak bafel 9 cm dari dinding tangki merupakan posisi terbaik ditinjau dari keseimbangan antara udara yang mengalir dengan aliran fluida yang bersirkulasi. Ditinjau dari distribusi solid, BRMt dengan double inlet lebih baik dibandingkan dengan single inlet. Fluks yang diperoleh tidak menunjukkan perbedaan secara
signifikan. Dari kedua pendekatan model membran, membran sebagai porous media memberikan hasil simulasi yang lebih mendekati hasil eksperimen.
Kata kunci: BRMt, hidrodinamik, simulasi CFD, gas-solid-liquid

Silahkan download jurnal ini : Disini

0 comments:

Posting Komentar

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | coupon codes