স্টেইনলেস স্টিল অ্যাটমোস্ফিয়ারিক ডিস্টিলেশন টাওয়ার কাস্টমাইজড সাইজ অপরিশোধিত তেল পৃথকীকরণের জন্য ০.১-১০ এমপিএ ডিজাইন চাপ সহ

একটি বুদ্বুদ কলাম ফার্মেন্টার (বা বুদবুদ কলাম বায়োরিয়াক্টর) হল একটি দীর্ঘায়িত, উল্লম্ব ভিত্তিক নলাকার জাহাজ যা অবিচ্ছিন্ন গ্যাস ইনজেকশনের একমাত্র ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে মিশ্রণ, ভর স্থানান্তর এবং জৈবিক রূপান্তর সম্পন্ন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। বিশুদ্ধভাবে বায়ুসংক্রান্ত চুল্লি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ, এতে একেবারেই কোন যান্ত্রিক ইমপেলার, অভ্যন্তরীণ শ্যাফ্ট বা শারীরিক লুপ ব্যাফেলস নেই।

জাহাজের অপারেশনাল কোর একটি গ্যাস ডিস্ট্রিবিউটর বা স্পারগারের উপর নির্ভর করে, যা কলামের পরম ভিত্তিতে অবস্থিত। যেহেতু প্রসেস গ্যাস চাপের মধ্যে স্পারগারের মাধ্যমে বাধ্য হয়, এটি ঊর্ধ্বমুখী বায়ু বুদবুদের একটি ক্রমাগত প্লাম তৈরি করে। এই বুদবুদের ক্রমবর্ধমান উচ্ছ্বাস তরল পর্যায়ের গতিগত মিশ্রণকে চালিত করে, অভিন্ন তাপ স্থানান্তরকে সমন্বয় করে এবং তরল কোষ সাসপেনশনে গুরুত্বপূর্ণ গ্যাস-ফেজ সাবস্ট্রেট (যেমন অক্সিজেন, কার্বন মনোক্সাইড বা হাইড্রোজেন) সরবরাহ করে। কারণ এটিতে জটিল যান্ত্রিক চলমান অংশের অভাব রয়েছে, বুদ্বুদ কলামটি অতি-বড়-বৃহৎ-স্কেল শিল্প জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য, ব্যয়-কার্যকর কাঠামো সরবরাহ করে।

একটি বুদবুদ কলামের কার্যক্ষমতা, মিশ্রণ দক্ষতা এবং ভর স্থানান্তর ক্ষমতা সম্পূর্ণরূপে এর হাইড্রোডাইনামিক দ্বারা নির্ধারিত হয়। প্রকৌশলীদের দ্বারা নিয়ন্ত্রিত প্রাথমিক নকশা পরিবর্তনশীল হল সুপারফিসিয়াল গ্যাসের বেগ (u_g), যা কলামের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা দ্বারা ভাগ করা ভলিউমেট্রিক গ্যাস প্রবাহ হার হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়

গ্যাস প্রবাহের হারের মাত্রার উপর নির্ভর করে, কলামটি স্বতন্ত্র হাইড্রোডাইনামিক শাসনের মধ্যে কাজ করে যা বায়ু বুদবুদের শারীরিক বন্টন পরিবর্তন করে:

• সমজাতীয় (বুদবুদ) প্রবাহ ব্যবস্থা: নিম্ন স্তরের বেগ (সাধারণত 0.04 থেকে 0.05 মিটার/সেকেন্ডের কম)। এই অবস্থায়, বুদবুদগুলি সমানভাবে ছোট, অভিন্ন উত্থানের বেগ ধারণ করে এবং ন্যূনতম পার্শ্বীয় সংঘর্ষের সাথে উল্লম্বভাবে আরোহণ করে। মিশ্রণ মৃদু, এবং বুদ্বুদ একত্রিত হওয়ার হার শূন্যের কাছাকাছি।
• ভিন্নধর্মী (মন্থন-অশান্ত) প্রবাহ ব্যবস্থা: উচ্চতর পৃষ্ঠীয় বেগ (সাধারণত 0.06 মিটার/সেকেন্ডের বেশি) এ ট্রিগার হয়। গ্যাস প্রবাহের হার তীব্র বুদবুদের মিথস্ক্রিয়াকে বাধ্য করে, যার ফলে ছোট বুদবুদগুলি বড়, দ্রুত-বর্ধমান গ্যাস স্লাগে একত্রিত হয়। এটি হিংসাত্মক বিশৃঙ্খল এডিস, তীব্র ম্যাক্রো-মিক্সিং লুপ এবং অত্যন্ত অশান্ত তরল সঞ্চালনের ধরণ তৈরি করে।

বুদ্বুদ কলাম ডিজাইনের জন্য একটি সমালোচনামূলক মাত্রাবিহীন মেট্রিক হল গ্যাস হোল্ডআপ—যেকোন প্রদত্ত তাৎক্ষণিকভাবে গ্যাস ফেজ দ্বারা দখলকৃত মোট চুল্লি ভলিউমের ভগ্নাংশ। একটি উচ্চতর গ্যাস হোল্ডআপ সরাসরি একটি উচ্চতর গ্যাস-তরল ইন্টারফেসিয়াল এলাকায় অনুবাদ করে, যা ভলিউমেট্রিক ভর স্থানান্তর সহগ (kL a) কে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।

প্রক্রিয়া প্রকৌশলীরা তরল নিয়ন্ত্রণের বিরুদ্ধে কীভাবে যান্ত্রিক সরলতা ব্যবসা বন্ধ করে তা বিশ্লেষণ করে বিকল্পগুলির বিরুদ্ধে বুদবুদ কলামগুলি মূল্যায়ন করে:

শিল্প ক্রিয়াকলাপে বুদ্বুদ কলামের জাহাজগুলি অত্যন্ত পছন্দসই যেখানে প্রকল্পের আর্থিক ক্ষেত্রে সরলতা এবং শক্তি অপ্টিমাইজেশান প্রাধান্য পায়:

• অতি-নিম্ন অপারেটিং ব্যয় (OPEX): বিশাল যান্ত্রিক মোটর এবং গিয়ারবক্সগুলি সরিয়ে, প্ল্যান্ট শুধুমাত্র গ্যাস কম্প্রেসার চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় ইউটিলিটি শক্তির জন্য অর্থ প্রদান করে। রক্ষণাবেক্ষণের খরচ একইভাবে হ্রাস করা হয়েছে কারণ কোনও গতিশীল যান্ত্রিক সিল লিক হওয়ার সম্ভাবনা নেই।
• চমৎকার পরিমাপযোগ্যতা: কাঠামোগত সরলতা ফ্যাব্রিকেটরদের বিশাল আয়তনের (শত হাজার লিটার পর্যন্ত পৌঁছানো) সহ বিশাল কলাম তৈরি করতে দেয় যা একটি একক যান্ত্রিক শ্যাফ্টের সাথে সমানভাবে মিশ্রিত করা শারীরিকভাবে অসম্ভব।
• শিল্প গ্যাস গাঁজন: তারা আধুনিক সিনগাস (CO/H2) এবং কার্বন ক্যাপচার (CO2) ফার্মেন্টেশনের জন্য প্রধান পছন্দ। ধীরগতিতে বর্ধনশীল অ্যাসিটোজেনিক বা মেথানোজেনিক ব্যাকটেরিয়া কলামে স্থগিত থাকে, যখন শিল্প বর্জ্য গ্যাসের প্রবাহটি জৈব জ্বালানি বা বায়োপ্লাস্টিকগুলিতে জৈবিক রূপান্তর চালানোর জন্য তলদেশ দিয়ে ক্রমাগত স্পার করা হয়।

সংগ্রহকারী দলগুলিকে জাহাজের নকশার সময় কাঠামোগত এবং ধাতুবিদ্যার পরামিতিগুলি সাবধানে মূল্যায়ন করতে হবে:

স্পারগার ডিজাইন প্রাথমিক বুদবুদের আকার নির্দেশ করে। যদিও ছিদ্রযুক্ত সিন্টার প্লেটগুলি মাইক্রো-বুদবুদ তৈরি করে যা চমৎকার প্রাথমিক ভর স্থানান্তর করে, তারা বায়ো-ফাউলিং এবং প্লাগিংয়ের জন্য অত্যন্ত প্রবণ। দীর্ঘমেয়াদী ক্রমাগত উত্পাদনের জন্য, ছিদ্রযুক্ত পাইপ রিং বা "স্পাইডার" স্পারগারগুলিকে সঠিকভাবে লেজার-ড্রিল করা অরিফিসগুলি কার্যকরী দীর্ঘায়ু জন্য বেছে নেওয়া হয়।

যেহেতু বুদবুদ কলামগুলি প্রায়শই অত্যন্ত এক্সোথার্মিক মাইক্রোবিয়াল বা গ্যাস থেকে তরল গাঁজনের জন্য স্থাপন করা হয় এবং দ্রুত তাপ বিতরণ করার জন্য তাদের অভ্যন্তরীণ চলমান অংশগুলির অভাব রয়েছে, তাই জাহাজের শেলে অবশ্যই উচ্চ অপ্টিমাইজড কুলিং কনফিগারেশন বৈশিষ্ট্যযুক্ত হতে হবে। বাহ্যিক ডিম্পল জ্যাকেট বা অভ্যন্তরীণ উল্লম্ব কুলিং কয়েল অ্যারেগুলি মূল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য নির্দিষ্ট করা হয়।

• উচ্চ-গ্রেড স্টেইনলেস স্টিল (SS316L): ফার্মাসিউটিক্যাল সেল লাইন, একক-কোষ প্রোটিন উত্পাদন, এবং সূক্ষ্ম রাসায়নিক গাঁজন জন্য বাধ্যতামূলক শিল্প পছন্দ। সমস্ত অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের ব্যাকটেরিয়া আঠালো ভেক্টর নির্মূল করার জন্য একটি উচ্চ যান্ত্রিক পলিশ (Ra 0.4um) এর পরে সম্পূর্ণ নাইট্রিক বা সাইট্রিক অ্যাসিড প্যাসিভেশন প্রয়োজন।
• গ্লাস-ফিউজড-টু-স্টিল (GFS) প্রযুক্তি: মেগা-স্কেল শিল্প জৈবপ্রযুক্তি, বড় আকারের মিউনিসিপ্যাল ​​অ্যারোবিক স্লাজ ডাইজেস্টার এবং বিশাল পরিবেশগত গ্যাস-স্ক্রাবিং কলামগুলির জন্য অত্যন্ত প্রকৌশলী এবং সাশ্রয়ী। বোল্ট করা GFS টাওয়ারগুলি বিশাল হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের মাথা ধারণ করার জন্য প্রয়োজনীয় অপরিমেয় উল্লম্ব প্রসার্য শক্তি প্রদান করে, যা একটি অভেদ্য সিলিকা গ্লাস বাধার সাথে মিলিত হয় যা সম্পূর্ণরূপে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা পরিধান এবং অম্লীয় রাসায়নিক অবক্ষয় প্রতিরোধ করে।
• ডিজাইন স্ট্যান্ডার্ডস: সমস্ত চাপযুক্ত বুদবুদ কলাম অবশ্যই আন্তর্জাতিক শিল্প প্রবিধান, যেমন ASME সেকশন VIII ডিভিশন 1 বা ইউরোপীয় PED ম্যান্ডেটের সাথে সম্পূর্ণরূপে তৈরি, প্রত্যয়িত এবং স্ট্যাম্প করা উচিত।

আপনি কি বর্তমানে একটি গ্যাস-ফার্মেন্টেশন লাইনের আকার দিচ্ছেন, নাকি আপনার জাহাজে স্লাগ প্রবাহের স্থানান্তর এড়াতে আদর্শ আকৃতির অনুপাত (H/D) এবং সুপারফিসিয়াল গ্যাস বেগের সীমা নির্ধারণে সহায়তার প্রয়োজন আছে?