Tecnología de Microburbujas

Mediante una alianza estratégica con Perlemax, Caleuche Tecnologías posee la representación exclusiva de las invenciones de aquella compañía inglesa, cuyo corazón investigativo y creativo se encuentra en el Kroto Research Institute, de la Universidad de Sheffield, con un equipo altamente capacitado liderado por el Dr. Will Zimmerman. Para posibilitar la generación de burbujas de tamaño controlado,

-técnicamente tan pequeñas como el tamaño del poro del difusor- el equipo del Dr. Zimmerman ha diseñado y patentado un aparato sin partes móviles que opera a semejanza de los osciladores electrónicos que imprimen, en un flujo de corriente continuo, perturbaciones periódicas. Este aparato se denomina oscilador de fluidos y, como su nombre lo dice, opera sobre un flujo de fluido, en este caso: gas.

Oscilador de Fluidos

El diseño del oscilador de fluidos ha sido logrado luego de años de trabajo teórico y de laboratorio y el empleo de técnicas avanzadas de CFD (computational fluid dynamics) y PIV (Particle Image Velocimetry). El oscilador posee un ingreso de gas y dos salidas, y su estructura interna está diseñada para alternar el flujo entre una y otra mediante la acción de un loop de retroalimentación. Éste convierte una corriente

continua de gas en dos corrientes discontinuas de frecuencia controlable. Con la adecuada calibración, tomando en cuenta las condiciones de operación, el tipo de difusores y las características del líquido, es posible generar burbujas de hasta 10µm de diámetro, esto es: más de 70 veces más pequeñas que las obtenidas con sistemas convencionales o de burbuja fina.
Cuanto más pequeñas sean las burbujas, mayor será el área de interfase líquido gaseosa por unidad de volumen, incrementando la transferencia de masa, momento y energía de las burbujas. Esto permite mejorar la eficiencia de procesos, mejorar el rendimiento de reacciones y cultivos o posibilitar nuevas técnicas y procesos.

Se ha demostrado [1] que la instalación y calibración de este sistema permite reducir en un 18% o más el consumo energético por aireación. Esto se debe a que al “inflar” la burbuja sólo hasta cierto punto, y permitir que se libere prematuramente, las fuerzas que se oponen al crecimiento de la burbuja son, en suma, menores para un mismo volumen de aire bombeado en un régimen de oscilador de fluidos que en un régimen continuo.

[1] Zimmerman W.B., Hewakandamby B. N., Tesař V., Bandulasena H.C.H., Omotowa O.A.:“On the design and simulation of an airlift loop bioreactor with microbubble generation by fluidic oscillation“, Food and Bioproducts Processing, Vol. 97, Issue 3, 2009, p. 215, 2009


Ventajas Tecnología de Microburbujas

Aparato sin partes móviles, sin requerimientos energéticos externos, mínima mantención, larga vida útil.
Instalación en la línea de gas, entre bombas/sopladores y los difusores.
Resultados obtenidos con difusores cerámicos, de membrana, de malla metálica y otros disponibles en el mercado.
Su instalación permite un 18% o más de ahorro energético en bombeo para un mismo sistema y flujo que un sistema convencional.
Sistemas de separación por flotación de bajo costo capital y operacional.
Eficiéncia de transferencia de masa excepcionalmente altas.


Áreas de Aplicación

Hemos identificado cinco sectores industriales que se verán beneficiados con nuestra tecnología. Seleccione el área de su interés para saber más o bien déjenos su consulta en contacto para que nuestro equipo analice la compatibilidad de nuestro sistema con su proceso productivo.

La acuicultura, como los cultivos aerobios y las microalgas, tiene que lidiar con el requerimiento de gas disuelto en un medio líquido. Así, nuestra tecnología se ofrece como una mejora sustancial para las industrias acuícolas. Incrementando la eficiencia de transferencia de masa se bajan los costos y se mejora la productividad.

Disminución de los costos de energía por aireación.
Incremento de rendimientos por mejor transferencia de gases.

En el área de alimentos encontramos aplicaciones interesantes en la elaboración de vinagres, la aireación de mostos, la aireación de vinos durante la fermentación, y muchos otros. Además, el Oscilador de Fluidos es una tecnología que puede ser utilizada para tratar de manera más eficiente los efluentes líquidos de empresas agroindustriales o de elaboración de alimentos.

Las microburbujas entregan una excelente posibilidad de manejo fino de la aireación, como el que es requerido por algunas productoras de vino durante su elaboración.
Baja los costos de energía por aireación en industrias de gran volumen, como vinagres y otros.
Incremento de la eficiencia de sistemas de tratamiento de aguas.

En la industria de la minería la separación sólidos por flotación (Dissolved Air Flotation) es una técnica ampliamente utilizada desde 1920. Nuestra tecnología es capaz de producir burbujas del mismo tamaño por una fracción del costo tanto capital como operacional.
Las microburbujas entregan una excelente posibilidad de manejo fino de la aireación, como el que es requerido por algunas productoras de vino durante su elaboración.
Generación de microburbujas sin necesidad de trabajar a grandes presiones.
Oportunidad de diseño de plantas de flotación por una fracción del costo.

En la industria de las microalgas la eficiencia de transferencia de masa del CO2 gaseoso al medio líquido siempre ha sido un parámetro restrictivo, especialmente en los cultivos de piscina. Con nuestra tecnología, aprovechando el mayor tiempo de residencia de las burbujas, se pueden lograr resultados mejores a los que se conocen actualmente, este incremento en la eficiencia puede llevar a un proyecto de la inviabilidad económica a transformarse en un buen negocio.
Asimismo, al utilizar los cultivos de microalgas para la captura de CO2, es muy importante lograr que la mayor parte del CO2 de entrada sea consumido por el microorganismo. Una burbuja más pequeña permite mejores resultados.

Incremento del rendimiento de cultivos.
Incremento de tasas de transferencia de masa.
Disminución del consumo energético estimado en un 18% por bombeo de gas.
La generación de microburbujas para separación de sólidos puede ser utilizada para separar las microalgas del medio de cultivo en la etapa de cosecha.

Esta tecnología presenta múltiples ventajas para la industria del tratamiento de aguas residuales:
Ahorro del 18% o más de la energía de bombeo de aire.
Aumento de la eficiencia de transferencia de masa incrementa el ahorro energético bajando la necesidad volumétrica de aire.
Aplicación para separación de sólidos por flotación, reemplazando al costoso sistema DAF, actualmente utilizado.