Ethanol inhibition of continuous anaerobic yeast growth

Hoppe, Gerhard K; Hansford, G.S.

doi:10.1007/bf00139280

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“…Many researchers have attempted to model yeast fermentation and different approaches have been considered (Aiba et al, 1968;Ghose and Tyagi, 1979;Hoppe and Hansford, 1982). However, it is not easy to choose a single best fitting.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Kinetic models and parameters estimation study of biomass and ethanol production from inulin by Pichia caribbica (KC977491)

Ali¹,

Hiligsmann²,

Outili³

et al. 2017

Afr. J. Biotechnol.

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The growth kinetics and modeling of ethanol production from inulin by Pichia caribbica (KC977491) were studied in a batch system. Unstructured models were proposed using the logistic equation for growth, the Luedeking-Piret equation for ethanol production and modified Leudeking-Piret model for substrate consumption. Kinetic parameters (X 0 , μ m , m, n, p and q) were determined by nonlinear regression, using Levenberg-Marquart method implemented in a Mathcad program. Since the production of ethanol was associated with P. caribbica cell growth, a good agreement between model predictions and experimental data was obtained. Indeed, significant R 2 values of 0.91, 0.96, and 0.95 were observed for biomass, ethanol production and substrate consumption, respectively. Furthermore, analysi s of variance (ANOVA) w as also used to validate the proposed models. According to the obtained results, the predicted kinetic values and experimental data agreed well . Finally, it is possible to predict the development of P. caribbica using these models.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Kinetic models and parameters estimation study of biomass and ethanol production from inulin by Pichia caribbica (KC977491)

Ali¹,

Hiligsmann²,

Outili³

et al. 2017

Afr. J. Biotechnol.

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“…15 Teor alcoólico de 12% v/v é considerado normal em fermentações alcoólicas. 16 O etanol é mais tóxico quando gerado endogenamente, 17,18 pois seu efeito tóxico estar relacionado à interação com determinadas zonas hidrofóbicas das células, causando perda da integridade da membrana, afetando sua capacidade de agir como uma barreira seletiva. 19 Concentrações altas de açú-cares redutores no meio aumentam a produção de etanol e de outros componentes que levam à inibição do crescimento celular.…”

Section: Produção De Etanolunclassified

Aplicação da metodologia de planejamento fatorial e análise de superfícies de resposta para otimização da fermentação alcoólica

Silva¹,

Damasceno²,

Silva³

et al. 2008

Quím. Nova

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Recebido em 14/4/07; aceito em 30/11/07; publicado na web em 24/7/08 APPLICATION OF THE FACTORIAL DESIGN AND RESPONSE SURFACE METHODOLOGY FOR OPTIMIZATION OF ALCOHOLIC FERMENTATION. In the present work, the influence of the amount of nitrogen and phosphorus and degrees Brix on the yield and productivity of alcoholic fermentation has been evaluated. The methodology used was factorial design and response surface analysis. Within the range studied only for phosphorus a statistically significant effect was observed. The broth of sugar cane of the CB 453 variety already possessed enough nitrogen for the fermentation. The mathematical and empirical model was validated for productivity and not for yield. The concentration of alcohol produced in the fermentation was not enough to cause cellular growth inhibition.Keywords: factorial design; productivity; ethanol. INTRODUÇÃOO sistema agroindustrial da cana-de-açúcar já foi tema de inú-meros, profundos e excelentes estudos, realizados quer pela iniciativa privada como pelas Universidades e outras instituições de pesquisa. Além dos aspectos sócio-econômicos, a cultura tem sua importância reconhecida, também, na área ambiental, tendo o ál-cool etílico como uma fonte renovável de energia menos poluente, a qual já integra a matriz energética nacional e está sendo um dos produtos mais importantes do mercado internacional. 1,2A utilização do álcool combustível automotivo no Brasil ganhou importância na década de 70 com o lançamento do Programa do Álcool (Proálcool), criado pelo decreto 76.593/75, cuja finalidade estratégica foi substituir parte da gasolina consumida no mercado interno, reduzindo, assim, as importações de petróleo. 3O Brasil posiciona-se no cenário internacional, atualmente, como o maior produtor e exportador mundial de açúcar de cana e o maior produtor e consumidor de álcool, 3,4 sendo também o único país a introduzir, em larga escala, o álcool como combustível alternativo ao petróleo.1 Os países industrializados, como os Estados Unidos da América (EUA), estão interessados na ampliação da produção de álcool etílico do Brasil. A produção de álcool no Brasil, que é da ordem de 17 bilhões de L por safra 5,6 poderá chegar, em 2010, a uma produção em torno de 30 bilhões de L por safra, 3 produzida por inú-meras destilarias espalhadas no país. O álcool hidratado é competitivo com a gasolina devido às reduções dos custos no setor (aumento de rendimento e produtividade nas áreas agrícola e industrial), ao aumento do preço do barril de petróleo e às diferenças de tributação da gasolina e do álcool.3 Assim, é de vital importância a continuação de estudos na área, buscando aumentar a eficiência do processo.A produção de álcool no Brasil se faz quase que exclusivamente por fermentação de mosto, constituído por caldo de cana ou melaço, ou ainda por misturas destes dois componentes. Alguns macronutrientes e/ou micronutrientes também são adicionados ao mosto, a fim de complementar as deficiências do meio, quanto a certos elementos indispensáveis às leveduras para uma máxima tr...

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“…. Esta variação demonstra a forte inibição que ocorreu com a reciclagem [8,9,12,16,18,20]. Considerando os ensaios com 310g L -1 de ART no mosto, puderam ser detectadas variações do teor de diversos álcoois nos vinhos: O teor de metanol no vinho variou de zero ppm na primeira fermentação ao valor de 107ppm na quarta fermentação; o teor de n-propanol variou de 42ppm na terceira fermentação a 154ppm na sexta fermentação; isobutanol variou de 18ppm na quarta fermentação a 117ppm na oitava fermentação; o normal butanol variou de zero ppm na primeira fermentação a 218ppm na quinta fermentação; o álcool amílico variou de 53ppm na terceira fermentação a 213ppm na oitava fermentação; os componentes secundários variaram de 140ppm na segunda fermentação a 663ppm na oitava fermentação.…”

Section: -Resultados E Discussãounclassified

“…Observa-se que durante a fermentação alcoólica, a presença do álcool etílico ocasiona queda na viabilidade celular [1, 4,26] e esta queda ocorre com maior intensidade quando o álcool é gerado endogenamente [8,9,12,16,18,20]. Ocorre também, durante a fermentação alcoólica, a produção de n-propanol, isobutanol, isoamílico e amílico [6,11,13,14,19], que são álcoois superiores, componentes do óleo fúsel [27], que podem ser sintetizados pelo metabolismo direto das leveduras, em pequenas proporções [7,23,27].…”

unclassified

Estudo da reciclagem de células na produção biológica de etanol

Marques

Serra

2004

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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-INTRODUÇÃODevido à importância socioeconômica da produção biológica de etanol no Brasil e no mundo, tendo em vista a utilização deste produto em indústrias de alimentos e, como fonte combustível ecologicamente correta, estudos visando a obtenção de melhores procedimentos tecnológicos no processo fermentativo tornam-se de fundamental importância. Observa-se que durante a fermentação alcoólica, a presença do álcool etílico ocasiona queda na viabilidade celular [1, 4,26] e esta queda ocorre com maior intensidade quando o álcool é gerado endogenamente [8,9,12,16,18,20]. Ocorre também, durante a fermentação alcoólica, a produção de n-propanol, isobutanol, isoamílico e amílico [6,11,13,14,19], que são álcoois superiores, componentes do óleo fúsel [27], que podem ser sintetizados pelo metabolismo direto das leveduras, em pequenas proporções [7,23,27]. O etanol, isopropanol, propanol e butanol afetam a membrana lipoprotéica, podendo assim comprometer a viabilidade celular [15], sendo que o teor de etanol inibitório ao crescimento celular é de 56,6g L -1 [5]. Geralmente, os estudos em fermentação alcoólica são realizados com a finalidade de otimizar a produção de bebidas [2], sendo assim todos os parâme-tros utilizados para a condução da fermentação estão bem longe dos parâmetros utilizados nas destilarias brasileiras, como temperatura de fermentação e tempo de fermentação [17,21]. As destilarias alcoólicas brasileiras operam com o sistema de fermentação denominado "Melle-Boinot" ou com fermentação contínua [3,10,24], nos quais o microrganismo (levedura) é reciclado por fermentações consecutivas, durante toda a safra canavieira. O estudo da reciclagem torna-se de vital importância quando da análise dos teores de compostos tóxicos à fermentação, visto que, se eles são produzidos durante a fermentação, podem acumularse no inóculo promovendo perdas de viabilidade [15,22], abaixando a eficiência e piorando a produtividade industrial. O presente trabalho estudou a relação entre eficiência fermentativa, rendimento, teor de etanol no vinho, cinética de produção do CO 2 e produção de álco-ois superiores, com a reciclagem de células. ESTUDO DA RECICLAGEM DE CÉLULAS RESUMONas destilarias de álcool o conteúdo de etanol, na suspensão de levedura reciclada, gira em torno de 2% a 3%. A reciclagem de células é realizada tanto em fermentações em batelada, como nas contínuas. A fermentação alcoólica e a recuperação de células de leveduras foram avaliadas em laboratório. A levedura recuperada, por centrifugação, nos experimentos laboratoriais, foi tratada e novamente inoculada em novo meio fermentativo para avaliar o efeito tóxico do etanol e de outros metabólitos nas fermentações subseqüentes. A cepa Saccharomyces cerevisiae IZ-1904 utilizada foi inoculada em meio de melaço diluído contendo 180g L -1 e 310g L -1 de açúcares redutores totais (ART), com três repetições. O tratamento da levedura recuperada constou de dupla centrifugação e ressuspensão em água e vinho. Foram realizadas oito fermentações, a primeira com fermento multiplicad...

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Ethanol inhibition of continuous anaerobic yeast growth

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Kinetic models and parameters estimation study of biomass and ethanol production from inulin by Pichia caribbica (KC977491)

Kinetic models and parameters estimation study of biomass and ethanol production from inulin by Pichia caribbica (KC977491)

Aplicação da metodologia de planejamento fatorial e análise de superfícies de resposta para otimização da fermentação alcoólica

Estudo da reciclagem de células na produção biológica de etanol

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