Mathematischer Modellansatz zur Abschätzung des volumetrischen Stoffübergangskoeffizienten

Eine der wichtigsten Auslegungskenngrößen der aeroben Bioreaktoren ist der volumetrische Stoffübergangskoeffizient (kLa-Wert). In dem vorliegenden Artikel wird ein mathematischer Modellansatz entwickelt, der die Sauerstofflöslichkeit im Wasser in Abhängigkeit des Salzgehaltes beschreibt. Die Validierung des Modellansatzes erfolgt an einer Versuchsblasensäule unter Variation der Salzgehalte bis maximal 320 g NaCl/L und zeigt seine Gültigkeit auf. Die Versuchsauswertung zeigt die folgenden Erkenntnisse:, • Maximaler Sauerstoffübergang im Salzkonzentrationsbereich von 15 g/L bis 130 g/L, ein Abfall der kLa-Werte ab 130 g/L, • Anstieg des relativen Gasgehaltes aufgrund der Hemmung der Blasenkoaleszenz bis in den Salzkonzentrationsbereich zwischen 15 g/L und 35 g/L, keine relevante Veränderung bei weiterer Salzgehalterhöhung, • Höchste fS-Werte (> 2,5) bei mittlerer Belüftungsintensität und mittlerem Salzgehalt, niedrigste fS-Werte (< 1) bei geringer Belüftungsintensität und hohem Salzgehalt,