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Analytical effectiveness factor calculations concerning product-inhibited fermentations associated with biofilm growth and maintenance

Authors

  • C. J. Vanede,

    1. Department of Chemical Engineering, Groningen University, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands
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  • A. M. Bollen,

    1. Department of Chemical Engineering, Groningen University, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands
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  • A. A. C. M. Beenackers

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Groningen University, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands
    • Department of Chemical Engineering, Groningen University, Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands
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Abstract

An analytical reaction engineering model, recently presented by van Ede et al. (1992), which describes formation of inhibiting products associated with the growth of immobilized biofilms, is extended to describe simultaneous production associated with biofilm maintenance. The model accounts for both the metabolic rate controlling behaviour of an inhibitory product in the biofilm, and the effect of diffusion limitation in the transport of this product or a substrate, on the biofilm thickness.

Simple criteria are presented to check the applicability of the model in the case of true Monod kinetics.

As a potentially industrially important example, ethanol production by Zymomonas mobilis is treated.

Abstract

On a étendu un modèle d'ingénierie de réaction analytique, récemment présenté par van Ede et al. (1992), qui décrit la formation de produits inhibiteurs associés à la croissance de biofilms immobilisés, afin de décrire la production simultanée associée è la maintenance de ce biofilm. Le modèle tient compte du comportement régulateur du taux métabolique d'un produit inhibiteur dans le biofilm et de l'effet de limitation de la diffusion dans le transport de ce produit ou d'un substrat sur l'épaisseur du biofilm.

On présente des critères simples pour vérifier I'applicabilité du modèle dans le cas d'un véritable cinétique de Monod. On s'est intéressé à la production d'éthanol par Zymomonas mobilis comme exemple potentiellement important pour l'industrie.

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