Operating Conditions for High Production Rates of Ethanol in a Continuous Two-Stage Fermenter with Cell Recycle

Authors

  • Akio Nishiwaki,

    Corresponding author
    1. Department of Materials Chemistry and Bioengineering, Oyama National College of Technology, Oyama 323-0806, Japan
    • Department of Materials Chemistry and Bioengineering, Oyama National College of Technology, Oyama 323-0806, Japan
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  • Irving J. Dunn

    1. Department of Chemical Engineering, Swiss Federal Institute of Technology (ETH), CH-8092 Zurich, Switzerland
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Abstract

A continuous two-stage fermenter with cell recycle at each stage is studied numerically for efficient production of ethanol. In this system, both filtrate and bleed from the first stage are provided to the second fermenter. Using a product-inhibition kinetic model with different saturation constants, operating conditions giving the maximum ethanol productivity attainable at high substrate conversions are examined. For high substrate conversions close to complete consumption, the ethanol productivities predicted for this system are found to be higher than those for a single-stage system and a previous two-stage configuration at the same bleed ratios.

Abstract

Un fermenteur bi-étagé continu avec recyclage des cellules à chaque étage utilisé pour la production efficace d'éthanol est étudié numériquement. Dans ce système, du filtrat et des résidus de purge venant du premier étage sont fournis au deuxième fermenteur. À l'aide d'un modèle cinétique d'inhibition de produit avec différentes constantes de saturation, on examine les conditions opératoires donnant la productivité en éthanol maximum à des conversions de substrat élevées. Pour des conversions de substrat élevées proches de la consommation complète, les productivités d'éthanol prédites pour ce système s'avèrent plus grandes que pour un système mono-étagé et un dispositif à deux étages antérieur aux mêmes taux de purge.

Ancillary