Dynamic analysis of a fluidized bed reactor for sucrose inversion catalyzed by immobilized invertase

Authors


Abstract

Axial mixing characteristics and performance of a liquid fluidized bed reactor for the sucrose inversion reaction, which was catalyzed by immobilized invertase was studied. The invertase enzyme was immobilized in polyacrylamide gel by the bead polymerization technique. Well-defined spherical gel particles of five different sizes (0.29–3.16 mm) were prepared. Efficiency of the immobilization technique, the optimum working conditions and the kinetic parameters were determined in a batch system. It is shown that as the particle size increases the rate of inversion first increases due to decrease of enzyme loss by leaching and then decreases because of diffusional limitations after a maixmum is reached. The performance of the fluidized bed reactor was investigated dynamically by introducing a step input of substrate at the inlet and analyzing the response curves. These experiments were performed at the optimum temperature (55°C) and using the optimum particle size (2.15 mm). The axial dispersion coefficient was found to increase from 0.45 to 1.26 cm2/s by changing the liquid velocity from 0.32 to 0.58 cm/s.

Abstract

Dans ce travail le caractère de mélanger axial et la performance d'un réacteur de lit fluidisé liquide pour la réaction d'inversion de sucrose qui est catalysé par invertase immobilisée ont été récherchés. L'enzyme invertase a été mobilisée dans le gel polyacrylamide par le technique de polymerisation ‘bead’. Des particules de gel de cinq dimensions différentes (0,20-3,16 mm) ont été préparées. Le rendement de la technique d'immobilisation, les conditions optimales, et les paramètres cinétiques ont été déerminées dans un système ‘batch’. II a été montré que quand la dimension d'une particule augmente, la vitesse d'inversion augmente aussi d'abord a cause de diminuation de perte d'enzyme par lavage, mais puis elle diminue apres un maximal à cause de la limitation de diffusion. La performance d'un réacteur de lit fluid a été récherchée dynamiquement par I'introduction d'un ‘input’ de pas de substrate dans la crique et la courbe de réponsea été étudié.

Les expériences ont été performées sous une température optimale (55°C) et avec des particules de dimensions optimales (2,15 mm). Le coefficient de dispersion axiale a augmenté de 0,45 à I, 26 cm2/s quand la vitesse de liquide a changée de 0,32 a 0.58 cm/s.

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