Mass transfer properties of bubble columns suspending immobilized glucose oxidase gel beads for gluconic acid production

Authors


Abstract

The volumetric gas-liquid oxygen transfer coefficient, kL a, and the liquid–solid coefficient, kS, were measured in a 6.7 L external loop airlift bubble column (ELBC), a 2.5 L internal loop airlift (ILBC) and a 2.5 L normal bubble column (NBC) by the steady state method proposed previously using the oxidation of glucose with air catalyzed by glucose oxidase, GO. For an improved and simultaneous determination of kL a and kS, GO was entrapped in calcium alginate gel beads together with fine palladium particles instead of catalase to decompose the hydrogen peroxide produced. The gas holdup, ϵG, in each type of bubble column and the liquid circulation velocity, uL, governing ϵG in the ELBC were also measured to correlate the data on kLa according to the previous correlations proposed for a larger scale of the ELBC, ILBC and NBC. The data on kL a, kS, ϵG and uL (only for the ELBC) in the reaction system were compared to each other for the three types of bubble columns. The results are well predicted by the previous correlations.

Abstract

Le coefficient de transfert d'oxygeáne gaz-liquide volumètrique, kL a, et le coefficient liquide—solides, ks, ont ètè mesurès dans une colonne à bulles à air ascendant à boucle externe de 6,7 L (ELBC), une colonne à air ascendant à boucle interne de 2,5 L (ILBC) et une colonne à bulles normale de 2,5 L (NBC), par la mèthode en règime permanent proposèe antèrieurement en utilisant l'oxydation du glucose avec l'air catalysè par l'oxydase de glucose (GO). Pour une dètermination amèliorèe et simultanèe de kL a et ks, le GO a ètè piègè dans des billes de gel d'alginate de calcium avec des particules fines de palladium au lieu de catalase fin de dècomposer le peroxyde d'hydrogeáne produit. La rètention de gaz sc, dans chaque type de colonne à bulles, et al vitesse de circulation du liquide uL gouvernant eG dans la ELBC, ont ègalement ètè mesurèes afin de corrèler les donnèes de kL a en utilisant les corrèlations proposèes dans un prècèdent article pour des ELBC, ILBC et NBC à grande èchelle. Les donnèes sur kL a, ks et uL (seulement pour la ELBC) dans le systeáme de rèaction ont ètè comparèes entre les trois types de colonnes à bulles, les rèsultats ètant convenablement prèdits par les corrèlations antèrieures.

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