Screening and identification of extractive fermentation solvents using a database

Authors


Abstract

The ethanol fermentation has been studied as a model system for end product inhibition and extractive fermentation. Examination has been done on the basis of theoretical considerations, as well as experimental evaluation. For the latter case, a database has been developed in order to screen more than 1,500 solvents for their suitability as extractants in the system solvent-ethanol-water. Based on this screening, 62 solvents have been tested with yeast cultures to determine experimentally such important parameters as biocompatibility, distribution coefficients and phase stability. Fifteen of these solvents have proven to be completely biocompatible, while 26 were completely toxic, the remaining solvents showing different degrees of inhibition.

In this paper, the theoretical and experimental procedures involved in the systematic screening of extractive fermentation solvents will be outlined. Also, some heuristic criteria will be presented that allow for an evaluation of solvent biocompatibility a priori.

Abstract

On a étudié la fermentation de l'éthanol comme système modèle pour l'inhibition par un produit final et pour la fermentation extractive. Cette étude des basée sur des considérations théoriques ainsi que sur une évaluation expérimentale. Dans ce dernier cas, on a établi une base de données pour l'examen de plus de 1500 solvants relativement à leur utilité comme agents d'extraction dans le système solvant-éthanol-eau. A partir des résultats de cette étude, on a fait l'essai de 62 solvants en présence de cultures de levures, afin de déterminer expérimentalement différents paramètres importants, tels que la biocompatibilité, les coefficients de distribution et la stabilité des phases; 15 de ces solvants se sont révé1és complèement biocompatibles, 26 se sont avérés complètement toxiques et les autres ont montré différents degrés d'inhibition.

On expose, dans le présent travail, les procédures théoriques et expérimentales employées pour la comparaison systématique des solvants pour la fermentation extractive. On présente aussi quelques critères heuristiques qui permettent d'évaluer α priori la biocompatibilité des solvants.

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