Using tracer experiments to identify hydrodynamic behaviour of a two-stage bioreactor with cell recycle

Archive ouverte : Communication dans un congrès

Fillaudeau, Luc | Ben Gaida, Lamia | Andre, Christophe | Bideaux, Carine | Alfenore, Sandrine | Cameleyre, Xavier | Molina-Jouve, Carole

Edité par HAL CCSD

In Proceeding SFGP 2009 (14-16 octobre 2009, Marseille, France) Récents Progrès en Génie des Procédés, N°98, 2009, ISBN: 2-910239-72-1, Ed. SFGP, Paris, France. Résumé : Un bioréacteur bi-étagé avec recyclage cellulaire (BBRC) a été développé afin d’étudier le comportement de Saccharomyces cerevisiae en conditions de hautes concentrations cellulaires. Ce bioprocédé a permis d’atteindre des productivités intéressantes en éthanol (41kg.m-3.h-1) en combinant titre, rendement, viabilité et activité des microorganismes. Cependant, les performances du bioréacteur ne sont que partiellement maîtrisées étant données les interactions complexes entre l'hydrodynamique des phases gaz, liquide et solide et le contrôle de l'activité biologique. Dans ce travail, une identification hydrodynamique globale en conditions abiotiques a été menée à travers l'étude de la distribution des temps de séjour (DTS) et des âges internes (DAI) suivant une méthodologie appropriée. En premier lieu, les expérimentations ont conduit à l'identification et la formulation analytique des fonctions de distribution en mode continu avec et sans recirculation. En second lieu, une approche systémique a permis d'identifier les paramètres des modèles supposés, d'en caractériser l'évolution dans les limites des conditions opératoires investiguées puis d'en valider la robustesse avec les expériences avec recirculation. Pour la phase liquide, le comportement hydrodynamique des 2 réacteurs peut être assimilé à celui d'un réacteur ouvert parfaitement agité. Le comportement de type réacteur piston est observé pour le compartiment "perméat".
In Proceeding SFGP 2009 (14-16 octobre 2009, Marseille, France) Récents Progrès en Génie des Procédés, N°98, 2009, ISBN: 2-910239-72-1, Ed. SFGP, Paris, France. Résumé : Un bioréacteur bi-étagé avec recyclage cellulaire (BBRC) a été développé afin d’étudier le comportement de Saccharomyces cerevisiae en conditions de hautes concentrations cellulaires. Ce bioprocédé a permis d’atteindre des productivités intéressantes en éthanol (41kg.m-3.h-1) en combinant titre, rendement, viabilité et activité des microorganismes. Cependant, les performances du bioréacteur ne sont que partiellement maîtrisées étant données les interactions complexes entre l'hydrodynamique des phases gaz, liquide et solide et le contrôle de l'activité biologique. Dans ce travail, une identification hydrodynamique globale en conditions abiotiques a été menée à travers l'étude de la distribution des temps de séjour (DTS) et des âges internes (DAI) suivant une méthodologie appropriée. En premier lieu, les expérimentations ont conduit à l'identification et la formulation analytique des fonctions de distribution en mode continu avec et sans recirculation. En second lieu, une approche systémique a permis d'identifier les paramètres des modèles supposés, d'en caractériser l'évolution dans les limites des conditions opératoires investiguées puis d'en valider la robustesse avec les expériences avec recirculation. Pour la phase liquide, le comportement hydrodynamique des 2 réacteurs peut être assimilé à celui d'un réacteur ouvert parfaitement agité. Le comportement de type réacteur piston est observé pour le compartiment "perméat".. Using tracer experiments to identify hydrodynamic behaviour of a two-stage bioreactor with cell recycle. 12. Congrès de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP 2009) "Pour relever les défis industriels du XXIème siècle"

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