Academic literature on the topic 'Sodium bicarbonate – Crystallization'

Introduction. Intravesical delivery of chemotherapy agents is used very commonly for the treatment of superficial bladder cancer. We recently completed a phase II study of intravesical gemcitabine in which an alkaline adjusted gemcitabine preparation was used initially, based on very early phase I studies. However, crystallization was noted in some of the pre-prepared syringes, which prompted us to investigate the conditions under which gemcitabine crystallized. Methods. Gemcitabine was prepared in syringes in triplicate and conditions were varied with respect to pH, temperature, and duration. Samples were observed for up to 48 h for the development of crystallization. High-performance liquid chromatography analysis of gemcitabine concentrations was undertaken for all samples. Results. Crystallization of gemcitabine was favored under conditions of bicarbonate treatment and lowering of temperature. However, the process was reversible, as demonstrated by recovery of gemcitabine concentrations in samples brought back to room temperature. Crystallization resulted in reduction of gemcitabine concentrations in the pre-prepared syringes. Conclusions. Gemcitabine solutions may be associated with crystallization if the native pH is increased with the addition of sodium bicarbonate, and samples are stored in a cold environment.

This paper reports a study into the influence of temperature and gas consumption on the carbonization kinetics (saturation with carbon dioxide) of sodium carbonate-bicarbonate solution. The study also examined the quality and speed of crystal formation in this process. This research is predetermined by the environmental problems faced by modern enterprises that produce purified sodium bicarbonate – an insufficient degree of carbonization and, as a result, excessive air pollution with carbon dioxide, which did not participate in the reaction during the process. This study addresses these particular issues. As a result of using specialized laboratory equipment, it was found that an increase in the absorbent temperature from 79 to 85 °C leads to a decrease in the maximum degree of carbonization of the solution from 64 to 59 %. In contrast, the quality of the resulting sodium bicarbonate crystals improves but only in the range from 79 to 82 °C. With a further increase in temperature, the quality stabilizes. It is shown that the carbonization rate increases with increasing specific consumption of the absorbent (carbon dioxide) and is characterized by a negative correlation with the value of oversaturation of the absorbent in terms of NaНCO3. The quality of sodium bicarbonate crystals decreases with increasing gas velocity. Thus, it was reasonable to assume that the established dependence of the kinetics of carbonization of Na2CO3 and NaНCO3 solution on the gas velocity in the apparatus is explained by the inhibition of СО2 absorption, which is caused by the diffusion resistance of sodium bicarbonate crystallization. To improve the quality of crystals and the productivity of carbonization by reducing the supersaturation in terms of NaНCO3, it is recommended to introduce a seed crystal in the zone of binding of crystals in the carbonization columns.

Utilization of CO2 in flue gases for the production of sodium bicarbonate is an environmentally friendly process. A mathematical model was constructed for the design and simulation of utilizing a low concentration CO2 (2-18%) in flue gas to produce sodium bicarbonate in a bubble column reactor. The model is based on the mass balance equations for three phases (gas, liquid, and solid). Danckwerts theory for mass transfer from the gas phase to the liquid phase coupling with chemical reaction, and crystallization mechanism was used. The effect of process variables; gas molar velocity or flux (G=2.5-10 mole/m2.s), liquid mass flow rate (mL=2800-3400 kg/h), sodium bicarbonate concentration (x1=0.04-0.1), CO2 gas mole fraction (y=0.02-0.18), column height (h=11-33 m), and column diameter (dR=1-3 m) on the objective variables; solid molar velocity (S), CO2 conversion, precipitation zone height (Zi), and crystal size distribution (CSD) were studied. The conversion of CO2 varied from 34% to 71% whereas the particle size range varied from 0 to 400 μm. The particle size range and the CO2 absorption efficiency of about 50% for 20 m column height are in agreement with the literature.

Relevance. A wide variety of oral care products is available nowadays. Sometimes aggressive advertising rather than doctor’s advice determines our patients’ choice. In our research, we provide evidence of the clinical use of toothpaste containing fluoride and sodium bicarbonate.Materials and methods. During four weeks, we followed up a group of students who used the toothpaste containing 1400 ppm fluoride and 67% aqueous sodium bicarbonate solution. The clinical, biochemical and microbiological tests and saliva crystallization score assessed the characteristics stated by the manufacturer.Results. The statistically significant correlation between all studied criteria is evidence of the effectiveness of the toothpaste. In addition to the significant remineralization and antiplaque effect, biochemical and microbiological tests confirmed the anti-inflammatory effect of the toothpaste. An immediate cleaning effect was observed after the first brushing as well as in long-term use.Conclusion. Improvement of oral hygiene indices and reduction of periodontal inflammation confirmed the successful result of the comprehensive treatment of chronic gingivitis.

Sodium isoascorbate is one of the most popular antioxidants in food industry. Russia imports it from abroad. Thus, import substitution requires a thorough research into the patterns of isoascorbate technology production and development. The mass fraction of the main substance in the solution and crystals of the target product was determined by iodometric titration. It was established that the rate of oxidative degradation of sodium isoascorbate solutions is from 0.01%/h at 25°C to 0.80%/h at 82°C, depending on the temperature and duration of the process, as well as contact with metal and oxygen of the air. The experiment substantiated the choice of metal equipment and the temperature limit of 60°C. The equivalent pH values during the interaction of isoascorbic acid solutions with sodium hydroxide, carbonate, and sodium bicarbonate solutions were 7.5, 7.0, and 5.6, respectively. The author also defined the influence of equilibrium concentrations of aqueous solutions of isoascorbic acid and sodium isoascorbate on temperature. The optimal method was to add a solution of sodium hydroxide into a solution of isoascorbic acid with a ratio between the masses of sodium hydroxide solution, crystalline isoascorbic acid, and prepared water, respectively, 1:2.11:6.13. The solution obtained at such ratios had a supersaturation coefficient of 1.05 at a temperature of 60°C. The experiment revealed the time required to establish equilibrium in the crystallizing system and the dependence of the solubility of sodium isoasorbate on the mass fraction of ethyl alcohol in solution. It was proposed to separate the target product from the solution by isohydric crystallization followed by isothermal crystallization, followed by washing the crystals with ethyl alcohol. According to the proposed technology, sodium isoascorbate was obtained with a mass fraction of the basic substance of at least 99.0%. The obtained data can be used in the development of industrial technology for the production of sodium isoascorbate.

Récemment, il y a une demande accrue pour des cristaux de bicarbonate de sodium de propriétés d'usage spécifiques. Dans l'étude présentée, la réaction de cristallisation du bicarbonate de sodium est abordée et s'effectue dans un milieu triphasique dans lequel interviennent de nombreux phénomènes tels que le transfert de matière, la nucléation et la croissance cristalline. L'objectif de ce travail est d'étudier l'impact des paramètres opératoires, des additifs et de la technologie du réacteur sur la cristallisation du bicarbonate de sodium afin d'obtenir des cristaux avec une taille importante et une masse volumique apparente non tassée élevée. Les essais réalisés dans un réacteur ouvert de type MSMPR (Mixed Suspension Mixed Product Removal) ont permis d'optimiser les conditions opératoires du procédé et ont montré que l'ajout de calcium par le biais d'une solution de chlorure de calcium dans le milieu réactionnel améliore sensiblement la morphologie des cristaux, réduit la vitesse de nucléation tout en influençant légèrement la vitesse de croissance cristalline. Lorsque du polystyrène sulfonate de sodium (NaPSS) est ajouté au chlorure de calcium, sont obtenus des cristaux encore plus compacts avec des surfaces plus lisses et des arêtes marquées. A contrario, l'utilisation d'additifs chelatant le calcium comme le citrate de calcium dégrade la qualité des cristaux de bicarbonate de sodium et est donc proscrite pour une utilisation industrielle car les étapes de filtration et de séchage sont plus difficiles. Enfin, le passage d'un réacteur MSMPR à un réacteur à lit fluidisé a conduit, dans des conditions opératoires identiques, à une amélioration notable de la qualité du produit fini en produisant des cristaux avec une morphologie relativement sphérique et une taille importante
Recently, there is an increased demand for sodium bicarbonate crystals with specific properties. In the present study, the crystallization reaction of sodium bicarbonate is performed in a three-phase medium in which many phenomena such as mass transfer, nucleation and crystal growth occurred. The objective of this work is to study the impact of operating parameters, additives and reactor technology on the crystallization of sodium bicarbonate in order to obtain crystals with important size and high bulk density. The experiments carried out in a MSMPR (Mixed Suspension Mixed Product Removal) reactor have shown that the addition of calcium through a calcium chloride solution in the reaction mixture improves the crystal morphology, reduces the nucleation rate and weakly influences the crystal growth rate. When a mixture of sodium polystyrene sulfonate (NaPSS) and calcium chloride is used, more compact crystals with smoother surfaces and marked edges are obtained. Conversely, the use of calcium chelating additives such as calcium citrate affects the quality of sodium bicarbonate crystals and thus is prohibited for industrial use because the filtration and drying steps are much more difficult. Finally, the transposition from a MSMPR reactor to a fluidized bed reactor allows, under the same operating conditions, a significant improvement of the solid quality by producing big spheroidal particles

La société Solvay est le plus grand producteur de bicarbonate de sodium raffiné au monde. Le NaHCO3 est un des produits parmi les plus connus et utilisés. Sa production a lieu dans des colonnes à bulles de volumes très importants. La production du bicarbonate de sodium raffiné dans ces réacteurs peut se résumer par la réaction entre une solution saturée de carbonate de sodium (Na2CO3) et le CO2(gaz)

Cette production implique la connaissance et le contrôle des réacteurs de type triphasique. En effet dans ce procédé on met en jeu deux types de transferts entre un gaz et un liquide le CO2 et la solution de Na2CO3 et entre un liquide et un solide, NaHCO3 (liq) et NaHCO3 (solide)

Le but de ce travail est d’acquérir des informations concernant la cristallisation du NaHCO3 dans une colonne à bulles. L’étude de la cristallisation de ce produit se fait au travers des modèles des cinétiques de cristallisation :la vitesse de croissance G (m•s-1) et la vitesse de nucléation J (
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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Abstract:

Sodium bicarbonate is one of the major chemical compound used worldwide. We have studied the mechanisms presiding the crystallization of this product in order to identify the kinetic parameters.

To be assured of the relevancy of our experimental results, we developed new and accurate measurement techniques to follow the supersaturation and to characterize the crystal morphologies of NaHCO3 like density measurement and images analysis.

The systematic study of the mechanisms and the kinetic parameters of the crystallization of NaHCO3 has been conducted by the use of three different types of crystallizers conceived and built at the Department of Industrial Chemistry of ULB :a fluidized bed crystallizer, a classic MSMPR crystallizer and a bubble column. By this choice, we were able to thoroughly investigate the intrinsic phenomena occurring in the crystallization of NaHCO3 from the ideal condition to the conditions close to the industry.

A NaHCO3 solution is typically a three components equilibrium, NaHCO3, Na2CO3 and CO2, depending on temperature. Our developed method of density measurement allows to measure continuously the supersaturation, during the crystallization. This method permits to neglect complex side effects due to Na2CO3 or dissolved mineral impurities. Density measurements are quick, sensitive and reliable.

We have shown that the growth of sodium bicarbonate is widely controlled by a reaction step at 45°C (< 200 µm). A diffusion step controlled growth occurs however for large crystals (>300-425µm) which consume much less material than the small ones. We have shown that the secondary nucleation of NaHCO3 is principally dominated by the surface nucleation.

The shape of the crystals obtained experimentally is in agreement with the theory, and strongly related to the size of the crystals and to the presence of impurities.

Based on experience of NaHCO3 crystallization without introduction of impurity, we have demonstrated that Ca2+ and Mg2+ suppress crystallization kinetics.

In the end, we have taken a brief look at the precipitation of NaHCO3 by gaz-liquid reaction in a bubble column.

By a comparative and a fundamental approach, our experimental studies lead us to improve our understanding and the operational parameters of the NaHCO3 industrial refining process.

Key words: Industrial crystallization, Sodium bicarbonate, Density measurement, Fluidized bed, MSMPR, Bubble column, Crystal growth, Nucleation

Résumé:

Le bicarbonate de sodium (NaHCO3) est un produit chimique important sur le marché mondial. Nous avons étudier les mécanismes de la cristallisation de ce produit afin d'en déterminer les paramètres cinétiques.

Afin de garantir l'analyse la plus objective de ces phénomènes, nous avons développé des techniques de mesures originales pour la connaissance de la sursaturation et pour la caractérisation des cristaux de NaHCO3 par densimétrie et par analyse d’images.

L'étude systématique des cinétiques et des mécanismes de cristallisation du NaHCO3 a été réalisée au moyen de trois cristallisoirs de conception différente, développés et construits au laboratoire du Service de Chimie Industrielle de l'ULB: un cristallisoir à lit fluidisé, un cristallisoir à cuve agitée MSMPR et une colonne à bulles. Ce choix nous a permis d'approfondir notre connaissance des phénomènes intrinsèques de la cristallisation du NaHCO3 dans des conditions idéales et des conditions proches des procédés industriels.

Une solution de NaHCO3 est un système à l’équilibre à trois composantes, NaHCO3, Na2CO3 et CO2 fonction de la température. La mise au point de la méthode densimétrique a permis la mesure de la sursaturation en NaHCO3 en continu. Cette méthode permet de s’affranchir des complications introduites par la présence de Na2CO3 et des impuretés inorganiques en solution. Les mesures de masse volumique sont rapides, précises et sensibles.

Nous avons démontré que la croissance du bicarbonate de sodium est largement dominé par l'étape de réaction à 45°C (< 200 µm). L'étape de diffusion intervient cependant dans la croissance de grands cristaux (>300-425µm) qui ne sont toutefois pas les plus grands consommateurs de matière. Nous avons mis en évidence que le mécanisme de la germination secondaire du NaHCO3 est principalement une germination secondaire vraie.

La forme des cristaux obtenus est parfaitement en accord avec la théorie et dépend étroitement de la taille des cristaux mais également de la présence d'impuretés.

En se basant sur les expériences de cristallisation du NaHCO3 sans introduction d’impuretés, nous avons démontré les effets de ralentissement des cinétiques de cristallisation d'ions tels que Ca2+ et Mg2+ .

Nous avons enfin brièvement abordé la précipitation du NaHCO3 par réaction gaz-liquide dans une colonne à bulles.

Cette approche expérimentale, comparative et fondamentale a permis d'affiner notre compréhension et d’optimiser un procédé industriel de raffinage du bicarbonate de sodium.

Mots clés: Cristallisation industrielle, Bicarbonate de sodium, Densimétrie, Lit fluidisé, MSMPR, Colonne à bulles, Croissance des cristaux, Germination

Doctorat en sciences appliquées
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Le bicarbonate de soude raffiné, produit industriellement par la société Solvay, est fabriqué dans des colonnes à bulles de grande taille, appelées les colonnes BIR.

Dans ces colonnes, une phase gazeuse contenant un mélange d’air et dioxyde de carbone (CO2) est dispersée sous forme de bulles dans une solution aqueuse de carbonate et de bicarbonate de sodium (respectivement Na2CO3 et NaHCO3). Cette dispersion donne lieu à un transfert de CO2 des bulles vers la phase liquide. Au sein des colonnes, la phase gazeuse se répartit dans deux populations de bulles :des petites bulles (diamètre de quelques mm) et des grandes bulles (diamètre de quelques cm). Le transfert bulle-liquide de CO2 est couplé à des réactions chimiques prenant place en phase liquide, qui conduisent à la conversion du Na2CO3 en NaHCO3. Une fois la concentration de saturation dépassée le NaHCO3 précipite sous forme de cristaux et un mélange liquide-solide est recueilli à la sortie de ces colonnes.

Ce travail, réalisé en collaboration avec la société Solvay, porte sur l’étude et la modélisation mathématique des phénomènes de transfert de matière entre phases, couplés à des réactions chimiques, prenant place au sein d’une colonne BIR. L’association d’études sur des colonnes à bulles à l’échelle industrielle ou réduite (pilote) et d’études plus fondamentales sur des dispositifs de laboratoire permet de développer une meilleure compréhension du fonctionnement des colonnes BIR et d’en construire un modèle mathématique détaillé.

L’objectif appliqué de ce travail est la mise au point d’un modèle mathématique complet et opérationnel d’une colonne BIR. Cet objectif est supporté par trois blocs de travail, dans lesquels différents outils sont développés et exploités.

Le premier bloc est consacré à la modélisation mathématique du transfert bulle-liquide de CO2 dans une solution aqueuse de NaHCO3 et de Na2CO3. Ce transfert est couplé à des réactions chimiques en phase liquide qui influencent sa vitesse. Dans un premier temps, des modèles sont développés selon des approches unidimensionnelles classiquement rencontrées dans la littérature. Ces approches passent par une idéalisation de l’écoulement du liquide autour des bulles. Une expression simplifiée de la vitesse du transfert bulle-liquide de CO2, est également développée et validée pour le modèle de colonne BIR.

Dans un second temps, une modélisation complète des phénomènes de transport (convection et diffusion), couplés à des réactions chimiques, est réalisée en suivant une approche bidimensionnelle axisymétrique. L’influence de la vitesse de réactions sur la vitesse de transfert est étudiée et les résultats des deux approches sont également comparés.

Le deuxième bloc est consacré à l’étude expérimentale du transfert gaz-liquide de CO2 dans des solutions aqueuses de NaHCO3 et de Na2CO3. A cette fin, un dispositif expérimental est développé et présenté. Du CO2 est mis en contact avec des solutions aqueuses de NaHCO3 et de Na2CO3 dans une cellule transparente. Les phénomènes provoqués en phase liquide par le transfert de CO2 sont observés à l’aide d’un interféromètre de Mach-Zehnder.

Les résultats expérimentaux sont comparés à des résultats de simulation obtenus avec un des modèles unidimensionnels développés dans le premier bloc. De cette comparaison, il apparaît qu’une mauvaise estimation de la valeur de certains paramètres physico-chimiques apparaissant dans les équations de ce modèle conduit à des écarts significatifs entre les grandeurs observées expérimentalement et les grandeurs estimées par simulation des équations du modèle.

C’est pourquoi une méthode d’estimation paramétrique est également développée afin d’identifier les valeurs numériques de ces paramètres physico-chimiques sur base des résultats expérimentaux. Ces dernières sont également discutées.

Dans le troisième bloc, nous apportons une contribution à l’étude des cinétiques de précipitation du NaHCO3 dans un cristallisoir à cuve agitée. Cette partie du travail est réalisée en collaboration avec Vanessa Gutierrez (du service Matières et Matériaux de l’ULB).

Nous contribuons à cette étude par le développement de trois outils :une table de calcul Excel permettant de synthétiser les résultats expérimentaux, un ensemble de simulations de l’écoulement au sein du cristallisoir par mécanique des fluides numérique et une nouvelle méthode d’extraction des cinétiques de précipitation du NaHCO3 à partir des résultats expérimentaux. Ces trois outils sont également utilisés de façon combinée pour estimer les influences de la fraction massique de solide et de l’agitation sur la cinétique de germination secondaire du NaHCO3.

Enfin, la synthèse de l’ensemble des résultats de ces études est réalisée. Le résultat final est le développement d’un modèle mathématique complet et opérationnel des colonnes BIR. Ce modèle est développé en suivant l’approche de modélisation en compartiments, développée au cours du travail de Benoît Haut. Ce modèle synthétise les trois blocs d’études réalisées dans ce travail, ainsi que les travaux d’Aurélie Larcy (du service Transferts, Interfaces et Procédés de l’ULB) et de Vanessa Gutierrez. Les équations modélisant les différents phénomènes sont présentées, ainsi que la méthode utilisée pour résoudre ces équations. Des simulations des équations du modèle sont réalisées et discutées. Les résultats de simulation sont également comparés à des mesures effectuées sur une colonne BIR. Un accord raisonnable est observé.

A l’issue de ce travail, nous disposons donc d’un modèle opérationnel de colonne BIR. Bien que ce modèle doive encore être optimisé et validé, il peut déjà être utilisé pour étudier l’effet des caractéristiques géométriques des colonnes BIR et des conditions appliquées à ces colonnes sur le comportement des simulations des équations du modèle et pour identifier des tendances.

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The refined sodium bicarbonate is produced by the Solvay company using large size bubble columns, called the BIR columns.

In these columns, a gaseous phase containing an air-carbon dioxyde mixture (CO2) is dispersed under the form of bubbles in an aqueous solution of sodium carbonate and sodium bicarbonate (Na2CO3 and NaHCO3, respectively). This dispersion leads to a CO2 transfer from the bubbles to the liquid phase. Inside these columns, the gaseous phase is distributed in two bubbles populations :small bubbles (a few mm of diameter) and large bubbles (a few cm of diameter).

The bubble-liquid CO2 transfer is coupled with chemical reactions taking places in the liquid phase that leads to the conversion of Na2CO3 to NaHCO3. When the solution is supersaturated in NaHCO3, the NaHCO3 precipitates under the form of crystals and a liquid-solid mixture is extracted at the outlet of the BIR columns.

This work, realized in collaboration with Solvay, aims to study and to model mathematically the mass transport phenomena between the phases, coupled with chemical reactions, taking places inside a BIR column. Study of bubble columns at the industrial and the pilot scale is combined to a more fundamental study at laboratory scale to improve the understanding of the BIR columns functioning and to develop a detailed mathematical modeling.

The applied objective of this work is to develop a complete and operational mathematical modeling of a BIR column. This objective is supported by three blocks of work. In each block, several tools are developed and used.

The first block is devoted to the mathematical modeling of the bubble-liquid CO2 transfer in an NaHCO3 and Na2CO3 aqueous solution. This transfer is coupled with chemical reactions in liquid phase, which affect the transfer rate.

In a first time, mathematical models are developed following the classical one-dimensional approaches of the literature. These approaches idealize the liquid flow around the bubbles. A simplified expression of the bubble-liquid CO2 transfer rate is equally developed and validated for the BIR column model.

In a second time, a complete modeling of the transport phenomena (convection and diffusion) coupled with chemical reactions is developed, following an axisymmetrical twodimensional approach. The chemical reaction rate influence on the bubble-liquid transfer rate is studied and the results of the two approaches are then compared.

The second block is devoted to the experimental study of the gas-liquid CO2 transfer to NaHCO3 and Na2CO3 aqueous solutions. An experimental set-up is developed and presented. CO2 is put in contact with NaHCO3 and Na2CO3 aqueous solutions in a transparent cell. The phenomena induced in liquid phase by the CO2 transfer are observed using a Mach-Zehnder interferometer.

The experimental results are compared to simulation results that are obtained using one of the one-dimensional model developed in the first block. From this comparison, it appears that a wrong estimation of some physico-chemical parameter values leads to significative differences between the experimentally observed quantities and those estimated by simulation of the model equations. Therefore, a parametric estimation method is developed in order to estimate those parameters numerical values from the experimental results. The found values are then discussed.

In the third block is presented a contribution to the NaHCO3 precipitation kinetic study in a stirred-tank crystallizer. This part of the work is realized in collaboration with Vanessa Gutierrez (Chemicals and Materials Department of ULB).

Three tools are developed :tables in Excel sheet to synthetize the experimental results, a set of simulations of the flow inside the crystallizer by Computational Fluid Dynamic (CFD) and a new method to extract the NaHCO3 precipitation kinetics from the experimental measurements. These three tools are combined to estimate the influences of the solid mass fraction and the flow on the NaHCO3 secondary nucleation rate.

Finally, the synthesis of all these results is realized. The final result is the development of a complete and operational mathematical model of BIR columns. This model is developed following the compartmental modeling approach, developed in the PhD thesis of Benoît Haut. This model synthetizes the three block of study realized in this work and the studies of Aurélie Larcy (Transfers, Interfaces and Processes Department of ULB) and those of Vanessa Gutierrez. The equations modeling the phenomena taking place in a BIR column are presented as the used method to solve these equations. The equations of the model are simulated and the results are discussed. The results are equally compared to experimental measurement realized on a BIR column. A reasonable agreement is observed.

At the end of this work, an operational model of a BIR column is thus developed. Although this model have to be optimized and validated, it can already be used to study the influences of the geometrical characteristics of the BIR columns and of the conditions applied to these columns on the behaviour of the model equation simulations and to identity tendencies.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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The aim of this paper is to describe a monitoring system for fouling phenomenon in tubular heat exchangers. This system is based on a physical model of the fouling resistance. A mathematical model of the fouling resistance is developed based on the applied thermal heat, the inside heat transfer coefficient, and geometrical characteristics of the heat exchanger under consideration. The resulting model is a function of measured quantities such as water and tube wall temperatures, fluid flow velocities, and some physical properties of the fluid flowing inside the tubes such as viscosity, conductivity, and density. An on-line fouling evaluation system was prepared and the heat transfer resistance for selected solutions was measured in real time by this system. The effect of concentration and chemical reactions on fouling is studied experimentally by using different contaminants such as sodium bicarbonate, calcium chloride, and their mixture. Accelerated corrosion was observed for the calcium chloride-0.4g/l solution due to the presence of chlorine ions. This corrosion-fouling can be mitigated by adding sodium bicarbonate. However, calcium carbonate is formed as the result of the chemical reaction between calcium chloride and sodium bicarbonate which activates two other fouling categories, particulate fouling and crystallization. The inside surface of the tube is analyzed by analytical microscopy after the experiment to investigate different fouling categories. Experimental results provide quantitative information of liquid-side fouling on heat transfer surfaces, and its effects on the thermal efficiency. Experimental data is significantly important for the design, and for formulating operating, and cleaning schedules of the equipment.