Modellierung der Gasdesorption aus einer stillen Lösung (z. B. einem Bier)

Die übliche Methode zur Modellierung oder Schätzung der Desorptionsrate von Gas (z. B. CO2) aus einer flüssigen Lösung ist die Verwendung einer ähnlichen Gleichung

$J_{CO_2} = -k_L a(H·C^G_{CO_2} - C^L_{CO_2})$

Dabei ist der molare (oder Massen-) Durchfluss, der Stoffübergangskoeffizient, die spezifische Kontaktfläche, einer der vielen Ausdrücke, die für die Henry-Konstante verwendet werden, und G und L stehen für Gas bzw. flüssige Phase. $J_{CO_2}$ $k_L$ $a$ $H$

Das Problem bei diesem Ansatz besteht darin, dass alle mir bekannten Korrelationen, die zur Schätzung von , oder am häufigsten von implizieren, dass ein Gasstrom mit einer bestimmten Gasgeschwindigkeit vorliegt (z. B. Belüftung oder Einblasen). Wie könnte ich für eine stillstehende Lösung schätzen , zum Beispiel ein Glas mit Bier, in dem die Gasblasen langsam abgestreift werden? Wenn ich außerdem die Wirkung des Rührens des Biers mit einem Löffel beurteilen wollte, wie könnte ich die Wirkung abschätzen? $k_L$ $a$ $k_La$ $k_La$

— Toulousain
quelle

Warum nicht ein Glas mit dem Bier füllen und die Gasdesorption über die Zeit messen, gerührt und nicht gerührt, dann die Korrelationen aus Ihren Ergebnissen berechnen?

— Solar Mike

C^{L}

$C^L$

H

$H$

k_{L}

$k_L$

J

$J$

k_{L} a

$k_L a$

@ JeffreyJWeimer, wenn die Menschen nicht die Mühe machen, Experimente zu machen, welche Theorie hätten wir nicht ....

— Solar Mike

@SolarMike Natürlich könnte das Experiment möglich sein, aber mir ist nicht nur ein Bierglas wichtig; Ich habe tatsächlich als einmal dieses Problem mehr auftreten , wenn Ethanol Gärtanks Modellierung, Methan aus der anaeroben Vergärung Strippen usw. Das Bierglas ist die einfachste Beispiel , und wie Sie von Jeffrey J Weimer Antwort sehen können, ist alles andere als einfach

— Toulousain

Wie Sie bereits bemerkt haben, sind die Grundlagen Ihres Postens komplex und lassen sich auf eine Reihe von Trennverfahren anwenden. Würden Sie in der Zwischenzeit empfehlen, Ihre Frage (n) zu beantworten? Oder sind weitere Abklärungen erforderlich?

— Jeffrey J Weimer

$k_L a \propto (D / \delta)^n$ $D$ $\delta$ $n$ $n \rightarrow 1$

$C^L$

Die zu überprüfenden Transportmodelle sind Filmtheorie, Penetrationstheorie und Zweifilmtheorie.

Wenn Sie wirklich die Strömung eines in einer Flüssigkeit gelösten Gases in Betracht ziehen, kann die Löslichkeit ein zusätzliches Problem sein. Der Prozess der Bildung von Gasblasen aus gelöstem Gas ist Keimbildung + Wachstum. Die Blasen werden schwimmend. Diese Bewegung wird nicht durch Diffusion modelliert, sondern durch einen Prozess, der der freien Konvektion entsprechen könnte. Der kombinierte Transport von Gasblasen aus einem gelösten Gas in einer stehenden Flüssigkeit muss so modelliert werden, dass Keimbildung + Blasenwachstum + freie Konvektion der Blasen einbezogen werden. Ich müsste mich fragen, ob das Nettoergebnis (Keimbildung + Wachstum + Aufsteigen aus der Flüssigkeit) irgendwann zu einer homogenisierten Blasenkonzentration im Behälter führt. Überlegungen in Abwesenheit der Schwerkraft werden ebenso wie das Rühren.