Optimum CFST bioreactor design: Experimental study using batch growth parameters for saccharomyces cerevisiae producing ethanol

Authors


Abstract

An optimum CFST bioreactor design equation is presented which can be used with linear growth-associated product inhibition models. Batch experiments were performed to determine Saccharomyces cerevisiae growth parameters required for solving the optimum design equation.

The three bioreactors were designed in decreasing volumes to achieve theoretical glucose conversions of 99.9% and 99.99%. At steady state, the bioreactors appeared to reach the theoretical conditions as long as the flowrates were held equal or slightly below the optimum conditions. At very low flowrates, biomass death was observed in downstream reactors while at high flowrates, the theoretical conversions were not achieved. The experimental results confirm that optimally designed bioreactors can offer lower processing volumes to achieve high substrate conversions as compared to single CFST bioreactors.

Abstract

On présente une équation de conception de bioréacteurs CFST pouvant étre utilisée avec des modéles d'inhibition de produits associés à croissance linéaire. Des expériences discontinues ont été menéés pour déterminer les paramétres de croissance de Saccharomyces cerevisiae requis pour resoudre l'équation de conception optimale.

On a coneu les trois bioréacteurs de volume decroissant afin d'obtenir des conversions théoriques de glucose de 99,9 et 99,99%. En régime permanent, les bioréacteurs semblent atteindre les conditions théoriques tant que les débits demeurent égaux ou légèrement inférieurs à ceux des conditions optimales. À des débits trés faibles, on constate une mortalité de la biomasse dans les réacteurs en aval tandis qu'à de forts débits, les conversions théoriques ne sont pas atteintes. Les résultats expérimentaux confirment que les bioréacteurs conçus dans des conditions optimales peuvent offrir de plus faibles volumes de traitement pour des conversions de substrats élevées comparativement aux bioréacteurs CFST seuls.

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