Isopropanol-butanol-ethanol production by cell-immobilized vacuum fermentation

Autor(es)

dos Santos Vieira, Carla Ferreira ^[1] ; Sia, Augusto Duzi ^[1] ; Maugeri Filho, Francisco ^[2] ; Maciel Filho, Rubens ^[1] ; Mariano, Adriano Pinto ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Campinas UNICAMP, Lab Optimizat Design & Adv Control Fermentat Div, Sch Chem Engn, Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Campinas UNICAMP, Sch Food Engn, Bioproc & Metab Engn Lab LEMeB, Campinas, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Bioresource Technology; v. 344, n. B JAN 2022.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The Isopropanol-Butanol-Ethanol productivity by solventogenic clostridia can increase when cells are immobilized on low-cost, renewable fibrous materials; however, butanol inhibition imposes the need for dilute sugar solutions (less than40 g/L). To alleviate this problem, the in-situ vacuum product recovery technique was applied to recover IBE in repeated-batch cultivation of Clostridium beijerinckii DSM 6423 immobilized on sugarcane bagasse. Five repeated batch cycles were conducted in a 7-L bioreactor containing P2 medium (-60 g/L glucose) and bagasse packed in 3D-printed concentric annular baskets. In three cycles, glucose was consumed by 86% on average, the IBE productivity was 0.35 g/L center dot h or 30% and 17% higher relative to free-and immobilized (without vacuum)-cell cultures. Notably, the product stream contained 45 g/L IBE. However, the fermentation was unsatisfactory in two cycles. Finally, by inserting a fibrous bed with hollow annuli in a vacuum fermentation, this work introduces the concept of an internal-loop boiling-driven fibrous-bed bioreactor. (AU)

• Processo FAPESP: 18/23983-3 - Rotas para produção de pneus a partir da cana-de-açúcar: conversão eficiente de açúcares em precursores de 1,3-butadieno e avaliação técnico-econômica ambiental
• Beneficiário: Adriano Pinto Mariano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 15/20630-4 - Desenvolvimento integrado de biorrefinaria e planta de bioetanol de cana-de-açúcar com emissão zero de CO2: rotas para converter recursos renováveis em bioprodutos e bioeletricidade
• Beneficiário: Rubens Maciel Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/23042-9 - Desenvolvimento de tecnologia avançada de fermentação para a produção de n-butanol, isopropanol e etanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Carla Ferreira dos Santos Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado