Les turbines concaves sont souvent qualifiées de « nouvelle génération » car elles performent nettement mieux que les turbines conventionnelles « Rushton ». Cependant, dans la plupart des livres et études d’ingénierie, la seule et unique turbine dont on fait référence est la turbine de Rushton. Les deux types sont appliqués pour les mêmes tâches : dispersion des gaz, fermentation et bioréacteurs.
Son secret se trouve dans les « canaux »
Bien que la conception d’origine de la turbine concave semble proche de celle de la turbine Rushton, ce sont précisément les « canaux » qui font la grande différence et permettent à la turbine concave de mieux fonctionner. Les « canaux » assurent un débit et un jet plus élevés sans effet de cavitation. En raison des forces plus importantes de l’écoulement provenant des canaux, la turbine concave est beaucoup plus stable lors des variations de vitesse. La turbine concave de Jongia possède 6 canaux. Cela est comparable au nombre de pales de la turbine Rushton.
Performance de dispersion de gaz sans augmentation d’apport de puissance
En raison de leur forme, ces turbines exigent une certaine puissance consommée. Cette puissance consommée augmente facilement lorsque les rotations sont augmentées. Comparée à la turbine Rushton, en augmentant la vitesse de rotation, la puissance consommée par la turbine concave est nettement moins affectée. Ce qui plaide pour que la turbine concave l’emporte sur la turbine Rushton.
En ce qui concerne la dispersion des gaz, de grandes quantités de gaz et de puissance sont nécessaires pour optimiser le procédé dans lequel la turbine fonctionne. Ainsi, toute réduction de puissance est la bienvenue, surtout lorsque la turbine fonctionne aussi bien, voire mieux, par rapport aux paramètres de procédé conventionnels.
Cet avantage permet à la turbine concave de battre son adversaire. La turbine concave peut gérer environ quatre fois plus de gaz que la turbine Rushton ! Lorsque du gaz est ajouté, la consommation de puissance de la turbine Rushton diminue fortement, alors que celle de la turbine concave diminue à peine. Cela rend la turbine concave efficace et stable dans ses performances. Cette performance constante signifie également que le rendement de transfert de masse est plus constant par rapport à la turbine Rushton.
Dans l’ensemble, nous pouvons conclure
La turbine concave est avantageuse par rapport à la turbine Rushton pour :
- Une gestion du volume de gaz environ quatre fois plus élevée pour une meilleure dispersion
- Consommation de puissance constante
- Performance très stable, dans des conditions changeantes
- Peut facilement supporter des viscosités accrues
- Sortie constante
Turbine concave
Mobile d’agitation type turbine concave La forme de la turbine concave permettait de mélanger fluides et gaz, de les disperser sans que l’élément de mélange ne devienne instable. Cela s’explique par le fait qu’il possède un écoulement radial et s’auto-équilibre.
Disposition et configuration de la cuve
L’emplacement de la turbine concave par rapport à la turbine Rushton peut être équivalent. Cependant, la turbine concave peut être placée plus près du sparger, ce qui vous permet d’améliorer votre configuration ou de faire fonctionner le système avec un volume plus faible dans le réacteur !
Dans certains cas, il est assez courant d’inclure une turbine axiale ou une turbine Hydrofoil pour améliorer l’écoulement dans la cuve, mais ces éléments ne sont pas nécessaires si le volume dans le réacteur ou la cuve est faible et qu’une ou deux turbines concaves sont utilisées.
L’image ci-dessous montre les différences de performance entre la turbine Rushton et la turbine concave de Jongia.
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