Um modelo para determinar o coeficiente de transferência de massa de oxigénio em bioreactores

O objetivo deste artigo é apresentar um modelo mecanicista validado experimentalmente para prever o coeficiente da taxa de transferência de oxigénio (Kla) em tanques de arejamento para diferentes temperaturas da água. Utilizando dados experimentais criados por Hunter e Vogelaar, a fórmula reproduz com precisão os resultados experimentais para o Kla padronizado a 20 0C, comparativamente melhor do que o modelo atual utilizado pela ASCE 2-06 baseado na equação Kla20 = Kla. (¿)(20-T) onde T está em 0C. Atualmente, os valores reportados para ¿ variam entre 1,008 e 1,047. Como se trata de uma função geométrica, podem ocorrer grandes erros se for utilizado um valor incorreto de ¿. O estabelecimento desse valor para um sistema de aeração só pode ser feito por meio de uma série de testes em escala real em uma faixa de temperaturas necessárias. O novo modelo prevê os coeficientes de transferência de oxigénio com um erro de 1% em relação às medições observadas. Trata-se de um grande avanço, uma vez que a previsão correcta do coeficiente volumétrico de transferência de massa (Kla) é um passo crucial na conceção, funcionamento e aumento de escala dos bioreactores, incluindo os tanques de arejamento das estações de tratamento de águas residuais, e a equação desenvolvida permite fazê-lo sem recorrer a múltiplos ensaios à escala real.