Repeated batches as a strategy for high 2G ethanol production from undetoxified hemicellulose hydrolysate using immobilized cells of recombinant in a fixed-bed reactor.

الدفعات المتكررة كاستراتيجية لإنتاجٍ عالٍ من إيثانول الجيل الثاني (2G) من ناتج التحلل المائي للهيميسليلوز غير منزوع السُّمّية باستخدام خلايا مؤتلفة مُثبَّتة في مفاعل ذي طبقة ثابتة.

Clicks: 390
ID: 107609
2020
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #18 of 68 articles by views in biotechnology for biofuels

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The search for sustainable energy sources has become a worldwide issue, making the development of efficient biofuel production processes a priority. Immobilization of second-generation (2G) xylose-fermenting strains is a promising approach to achieve economic viability of 2G bioethanol production from undetoxified hydrolysates through operation at high cell load and mitigation of inhibitor toxicity. In addition, the use of a fixed-bed reactor can contribute to establish an efficient process because of its distinct advantages, such as high conversion rate per weight of biocatalyst and reuse of biocatalyst.This work assessed the influence of alginate entrapment on the tolerance of recombinant to acetic acid. Encapsulated GSE16-T18SI.1 (T18) yeast showed an outstanding performance in repeated batch fermentations with cell recycling in YPX medium supplemented with 8 g/L acetic acid (pH 5.2), achieving 10 cycles without significant loss of productivity. In the fixed-bed bioreactor, a high xylose fermentation rate with ethanol yield and productivity values of 0.38 g/g and 5.7 g/L/h, respectively were achieved in fermentations using undetoxified sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate, with and without medium recirculation.The performance of recombinant strains developed for 2G ethanol production can be boosted strongly by cell immobilization in alginate gels. Yeast encapsulation allows conducting fermentations in repeated batch mode in fixed-bed bioreactors with high xylose assimilation rate and high ethanol productivity using undetoxified hemicellulose hydrolysate.
أصبح البحث عن مصادر طاقة مستدامة قضية عالمية، مما جعل تطوير عمليات إنتاج فعالة للوقود الحيوي أولوية قصوى. ويُعد تثبيت سلالات تخمير الزايلوز من الجيل الثاني (2G) نهجاً واعداً لتحقيق الجدوى الاقتصادية لإنتاج الإيثانول الحيوي من الجيل الثاني انطلاقاً من متحللات مائية غير منزوعة السمية، وذلك من خلال التشغيل عند كثافة خلوية عالية والتخفيف من سمية المثبطات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يسهم استخدام مفاعل الطبقة الثابتة في إرساء عملية فعالة نظراً لمزاياه البارزة، مثل ارتفاع معدل التحويل بالنسبة لوزن المحفز الحيوي وإمكانية إعادة استخدامه. قيّم هذا العمل تأثير الاحتجاز داخل هلام الألجينات في قدرة السلالة المؤشوبة على تحمل حمض الأسيتيك. وأظهرت خميرة GSE16-T18SI.1 (T18) المغلفة أداءً متميزاً في عمليات التخمير الدفعي المتكرر مع إعادة تدوير الخلايا في وسط YPX مدعّم بـ 8 جم/لتر من حمض الأسيتيك (الرقم الهيدروجيني 5.2)، حيث حققت 10 دورات دون خسارة ملحوظة في الإنتاجية. وفي المفاعل الحيوي ذي الطبقة الثابتة، سُجِّل معدل مرتفع لتخمير الزايلوز بقيم عائد إيثانول وإنتاجية بلغت 0.38 جم/جم و5.7 جم/لتر/ساعة على التوالي، وذلك في التخميرات التي استُخدم فيها متحلل هيميسليلوز تفل قصب السكر (الباغاس) غير منزوع السمية، سواء مع إعادة تدوير الوسط أو بدونها. يمكن تعزيز أداء السلالات المؤشوبة المطورة لإنتاج إيثانول الجيل الثاني بشكل كبير عن طريق تثبيت الخلايا في هلام الألجينات؛ إذ يتيح تغليف الخميرة إجراء التخمير بنمط الدفعات المتكررة في مفاعلات حيوية ذات طبقة ثابتة، مع تحقيق معدل تمثيل مرتفع للزايلوز وإنتاجية عالية من الإيثانول باستخدام متحلل الهيميسليلوز غير منزوع السمية.
Reference Key
milessi2020repeatedbiotechnology Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Milessi, Thais S;Perez, Caroline L;Zangirolami, Teresa C;Corradini, Felipe A S;Sandri, Juliana P;Foulquié-Moreno, Maria R;Giordano, Roberto C;Thevelein, Johan M;Giordano, Raquel L C;
Journal biotechnology for biofuels
Year 2020
DOI
10.1186/s13068-020-01722-y
URL
Keywords
bioethanol lignocellulosic biomass cell immobilization fixed-bed reactor hemicellulose utilization inhibitor tolerance recombinant yeast

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.