Evaluation of scale-up parameters of bioethanol production from Escherichia coli KO11 [Escherichia coli KO11 suşundan biyoetanol üretimi için ölçek büyütme parametrelerinin değerlendirilmesi]

ABSTRACT Objective: In recent years, increased attention has been devoted to the conversion of biomass into fuel ethanol, as one of the cleanest liquid fuel alternatives to fossil fuels. However, industrial production of bioethanol is related with successful scaling-up studies. Methods: In this study, the experimental designs of scale-up procedures based on constant mixing time, impeller tip speed and oxygen mass transfer coefficient were performed in 8 L stirred tank reactor and were compared in terms of product yield and productivity with those obtained from 2 L stirred tank reactor using quince pomace as a substrate for bioethanol production by Escherichia coli KO11. Results: Scale-up based on constant mixing time yielded a maximum ethanol concentration of 23.42 g/L which corresponded to 0.4 g ethanol/ g reduced sugar in 8 L stirred tank reactor. Moreover, shear stress increased only 1.1 fold which resulted in low cell damage and high cell viability. Conclusion: Constant mixing time was identified as the most important key parameter especially for scaling-up of viscous fermentation broths of bioethanol production due to the significance of the homogeneity. ÖZET Amaç: Son yıllarda fosil yakıtlara alternatiflerden biri olarak biyokütlenin dönüşümüyle etanol eldesi çok önem kazanmıştır. Endüstriyel ölçekte biyoetanol üretimi, başarılı bir ölçek büyütmeye bağlıdır. Metod: Bu çalışmada, 8 L karıştırmalı tank reaktörde sabit karışma süresi, sabit bıçak ucu hızı ve sabit oksijen kütle transfer katsayısına göre ölçek büyütme prosedürleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Escherichia coli KO11 suşundan ayva posası ile 2 L reaktörde elde edilen sonuçlarla ürün verimi ve verimliliği bakımından karşılaştırılmıştır. Bulgular: 8 L karıştırmalı tank reaktörde maksimum etanol konsantrasyonu (23.42 g/L), 0.4 g etanol/g indirgen şeker verimiyle sabit karışma süresine göre yapılan ölçek büyütmede elde edilmiştir. Ayrıca, kayma gerilimi sadece 1.1 kat artmıştır ve bu durum düşük hücre hasarı ve yüksek hücre canlılığıyla sonuçlanmıştır. Sonuç: Sabit karışma süresi, biyoetanol üretiminde homojenitenin önemi açısından özellikle viskoz fermentasyon sıvıları için en önemli parameter olarak tanımlanmıştır.

Yazarlar:
İrem DENİZ Esra İMAMOĞLU Fazilet VARDAR SUKAN
Irem Deniz, Esra Imamoglu, Fazilet Vardar Sukan

Anahtar Kelimeler : Bioethanol production, Escherichia coli KO11, mixing time, quince pomace, scale-up,Biyoetanol üretimi, Escherichia coli KO11, karışma süresi, ayva posası, ölçek büyütme

Dönem : 2015 | Cilt : 40 | Seri : 1 | Sayfalar : 74-80 | Doi : 10.5505/tjb.2015.33603

Okuma : 225 | İndirme : 246 | Yayınlama :