Bubble Column Bioreactors: Comparison with Stirred Fermenters Based on Local Gas Hold-up Distribution

Local gas hold‐up in viscous aerated batches in bubble column and impeller gas dispersion devices was studied. Unlike the former analyses valid for water, the emphasis of this study was on gas hold‐up in relatively viscous and shear‐thinning liquids mimicking physically nutrient solutions from industrial fermentation practice. Gas hold‐up is correlated with viscosity, plasticity and shear‐inducing velocities. Vessels with ID 0.2‐0.4 m were studied. The prevailing parabolic type of radial profile specific for water was shown to change to a flat saddle type one with incidental peaks. Comparison with stirred vessels with two different impeller designs showed opposite effects. Possible control of gas dispersion efficiency by appropriate selection of gas dispersion devices is discussed. On a étudié la rétention de gaz locale dans des milieux visqueux aérés dans une colonne à bulles et la dispersion du gaz par une turbine. Contrairement aux premières analyses valables pour l'eau, cette étude porte surtout sur la rétention de gaz dans des liquides relativement visqueux et rhéofluidifiants imitant les propriétés physiques des solutions de nutriments utilisées dans les fermentations industrielles. La rétention de gaz est corrélée à la viscosité, à la plasticité et aux vitesses de cisaillement. Des réservoirs de 0,2‐0,4 m de diamètre intérieur sont étudiés. On montre que le profil radial parabolique spécifique à l'eau se transforme en un profil de type selle plate. La comparaison avec des réservoirs agités munis de deux configurations différentes de turbines montre des résultats opposés. Le contrôle possible de l'efficacité de la dispersion du gaz par la sélection appropriée des systèmes de dispersion de gaz est examiné.