I reattori gas-liquido e gas-liquido-solido sono stati ampiamente applicati nella fermentazione, cultura fotosintetica, metallurgia, e molti altri processi nelle industrie chimiche. La previsione accurata del diametro della bolla è fondamentale per la corretta progettazione, ottimizzazione, e scale-up di apparati gas-liquido. La maggior parte delle ricerche precedenti si concentrava solo sulla velocità del gas superficiale dell'orifizio <10 m/s, che è troppo basso per i reattori industriali gas-liquido.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. YANG Chao del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Accademia cinese delle scienze (CAS), studiato sistematicamente l'influenza del diametro dell'orifizio, viscosità liquida, tensione superficiale e velocità superficiale del gas dell'orifizio sul diametro della bolla di gas sparger in condizioni di getto industriale.

Nello studio, il diametro della bolla è stato studiato in un recipiente rettangolare in plexiglas trasparente. Le bolle sono state registrate attraverso una fotocamera reflex a obiettivo singolo. Una tipica immagine di formazione di bolle è illustrata in Fig.1 (a). Le dimensioni delle bolle sono state analizzate e calcolate utilizzando un software brevettato (numero di registrazione del copyright del software cinese:2017SR354522).

Sulla base di ampi risultati sperimentali, è stata proposta una semplice correlazione per prevedere il diametro della bolla utilizzando l'ottimizzazione dei minimi quadrati non lineare. La nuova correlazione è stata convalidata con successo confrontando i risultati delle previsioni con i dati sperimentali su un'ampia gamma di condizioni operative e sistemi di lavoro della letteratura.

Il confronto dei risultati previsti dal nuovo modello con i dati sperimentali del nostro lavoro e della letteratura è mostrato in Fig. 1 (b). Solo il 6,54% dei 657 risultati sperimentali ottenuti dalla letteratura presentava deviazioni superiori al 30%, indicando che la correlazione proposta in questo lavoro può essere ampiamente applicata con ragionevole accuratezza.

Questi risultati sono stati pubblicati in Scienze dell'ingegneria chimica .