Ethanol production from xylose by Thermoanaerobacter ethanolicus in batch and continuous culture

Lacis, Lynda S.; Lawford, Hugh G.

doi:10.1007/bf00409717

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“…At higher concentrations (27.5 g L -1 ) the yields lowered to 0.6 mol EtOH mol xylose -1 . Further studies by using xylose limiting continuous cultures, indicated that EtOH yields were more dependent on length of cultivation than upon growth rate and higher yields were presented (1.43 mol mol xylose -1 ) (Lacis & Lawford, 1988b. Later data from this strain on glucose showed lower EtOH yields and the direction of the carbon flow was towards lactate formation by increasing substrate concentrations (Lacis & Lawford, 1991).…”

Section: Wwwintechopencommentioning

confidence: 96%

“…Thermoanerobacter ethanolicus was described in 1981 (Wiegel & Ljungdahl., 1981) showing extremely good yields of ethanol from glucose (1.9 mol EtOH mol glucose -1 ). Later this strain has been extensively studied by Lacis and Lawford (Lacis and Lawford 1988a, 1988b. Early observation was on high EtOH yields on xylose at low substrate (4.0 g L -1 ) concentrations.…”

Section: Wwwintechopencommentioning

confidence: 99%

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Ethanol and Hydrogen Production with Thermophilic Bactera from Sugars and Complex Biomass

Sveinsdóttir¹,

Sigurbjörnsdóttir²,

Örlygsson³

2011

Progress in Biomass and Bioenergy Production

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Section: Wwwintechopencommentioning

confidence: 96%

Section: Wwwintechopencommentioning

confidence: 99%

Ethanol and Hydrogen Production with Thermophilic Bactera from Sugars and Complex Biomass

Sveinsdóttir¹,

Sigurbjörnsdóttir²,

Örlygsson³

2011

Progress in Biomass and Bioenergy Production

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“…Low sensitivity to initial substrate concentrations has been demonstrated with thermophilic members of various genera including Clostridium (Orlygsson, 2012), Thermoanaerobacterium (Almarsdottir et al 2012), and Thermoanaerobacter (Lacis & Lawford 1988, Sommer et al 2004). The main reason for this is due to the low buffer capacity of batch cultures these experiments have been performed in, end product inhibition (either acids or hydrogen), or substrate inhibition (Lacis & Lawford, 1988). At low initial glucose concentrations (≤30 mM) strain J2 effectively degraded most of the glucose, with ethanol as the primary end product accompanied by smaller concentrations of acetate, butyrate, and hydrogen (Figure 2A).…”

Section: Effect Of Different Initial Glucose Concentrationsmentioning

confidence: 99%

“…Additionally, many thermophiles have broad substrate spectra making them well suited to degrading the monomers present in complex biomass. Strict anaerobes within the genera of Clostridium, Thermoanaerobacter, and Thermoanaerobacterium have been extensively studied for their ethanol production from sugars and biomass (Wiegel et al 1983, Lacis & Lawford, 1988, Lynd et al 1989, Almarsdottir et al 2012) while little attention has been paid to other Firmicutes such as members of the genus Paenibacillus. Few reports on the fermentative metabolism of members of Paenibacillus have been reported despite some strains being able to degrade cellulose and other polymeric substrates (Dasman et al 2002, Daane et al 2002.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ethanol production by a Paenibacillus species isolated from an Icelandic hot spring – Production yields from complex biomass

Jessen¹,

Sveinsson²,

Scully³

et al. 2015

IAS

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Ethanol production using Paenibacillus strain J2 was studied on carbohydrates and lignocellulosic biomass hydrolysates including grass (Phleum pratense) and barley straw (Hordeum vulgare). The strain has a broad substrate spectrum; fermentation of glucose yielded ethanol (major product), acetate, butyrate (minor), hydrogen, and carbon dioxide. At glucose concentrations below 30 mM fermentation was not inhibited. Higher substrate loadings resulted in decreased glucose utilization and a shift of end products towards butyrate. The maximum yields of ethanol were 1.45 mol ethanol mol glucose -1 . The end products from lignocellulosic (4.5 g L -1 dw) biomass hydrolysates pretreated with 0.5% HCl or NaOH (control was unpretreated) prior to cellulase treatment were investigated. Ethanol production from cellulose hydrolysates without chemical pre-treatment yielded 5.5 mM ethanol g -1 with lower yields from paper and lignocellulosic biomasses (1.2-1.7 mM g -1 ). Ethanol production was enhanced by dilute acid or base pre-treatment combined with enzymatic treatment with the highest yields from grass (3.2 mM ethanol g -1 ).Key words: Bioethanol, Lignocellulosic biomass, Paenibacillus, Thermophiles YFIRLIT Etanól framleiðsla hjá Paenibacillus, stofni J2 var rannsakaður á sykrum og hýdrólýstötum úr flóknum lífmassa, m.a. vallarfoxgrasi (Phleum pratense) og hveitihálmi (Hordeum vulgare). Stofninn var með breytt hvarfefnasvið; gerjun á glúkósa leiddi til myndunar á etanóli (meginafurð), ediksýru, smjörsýru, vetnis og koltvísýrings. Of hár upphafsstyrkur (> 30 mM) glúkósa leiddi til hindrunar á niðurbroti hans og aukinnar framleiðslu á smjörsýru. Hámarksframleiðsla á etanóli var 1.45 mól etanól mól glúkósa -1 . Lokaafurðir úr hýdrólýsötum úr flóknum lífmassa (4.5 g L -1 þurrvigt) sem var formeðhöndlaður með annað hvort 0.5% HCl eða NaOH auk sellulasa meðhöndlunar var rannsökuð. Etanól framleiðsla úr sellulósa án efnafraeðilegrar formeðhöndlunar gaf af sér 5.5 mM etanól g -1 en minni nýting var á pappír og flóknum lífmassa (1.2-1.7 mM g -1 ). Etanólframleiðsla á grasi jókst með sýru-og basameðhöndlun ásamt ensímformeðhöndlun, en hámarksnýting var 3.2 mM etanól g -1 .www.ias.is http://dx

show abstract

“…Des rendements proches de 90 % du rendement théorique ont été obtenus avec Thermoanaerobacter ethanolicus [153][154][155] (tableau 6), mais à partir d'une faible concentration initiale en xylose. Clostridium thermohydrosulfuricum a été aussi largement étudié en culture continue dans le cadre du procédé DMC (Direct Microbial Conversion).…”

Section: Bactéries Thermophilesunclassified

Production d'éthanol a partir de biomasse lignocellulosique

Ogier¹,

Leygue²,

Ballerini

et al. 1999

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Cette étude fait le point des connaissances scientifiques et techniques dans le domaine de la production alcoolique à partir de susbstrats lignocellulosiques. Ce travail, réalisé dans le cadre d'Agrice (Agriculture pour la chimie et l'énergie), est une synthèse bibliographique qui a cherché à identifier les avancées capables de débloquer certains verrous technologiques et économiques liés à ce type de procédé. La biomasse lignocellulosique est un substrat complexe, constitué des trois principales fractions que sont la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. Le procédé de production d'éthanol consiste à récupérer par hydrolyse le maximum de sucres issus à la fois des fractions cellulosiques et hémicellulosiques, puis de fermenter ces sucres en éthanol. Les premiers procédés d'hydrolyse utilisés étaient surtout chimiques, mais ils sont peu compétitifs à l'heure actuelle, en raison notamment du coût des réactifs et de la formation de nombreux sousproduits et de composés inhibiteurs rendant les hydrolysats peu fermentescibles. Ils sont désormais concurrencés par les procédés enzymatiques, plus spécifiques et qui permettent de meilleurs rendements d'hydrolyse dans des conditions moins sévères. Cependant, la biomasse lignocellulosique n'est pas directement accessible aux enzymes, et elle doit subir au préalable une phase de prétraitement dont l'objectif est d'améliorer la susceptibilité à l'hydrolyse enzymatique de la cellulose et éventuellement d'hydrolyser la fraction hémicellulosique en sucres monomères. Parmi les nombreuses méthodes de prétraitement qui ont été étudiées, nous en avons identifié trois répondant au mieux aux objectifs précédemment cités : le prétraitement à l'acide dilué, l'explosion à la vapeur avec utilisation d'un catalyseur, et la thermohydrolyse. Ces trois méthodes permettraient d'atteindre des rendements d'hydrolyse enzymatique de la cellulose proches de 100 %, tout en permettant un taux d'hydrolyse des hémicelluloses supérieur à 80 %, et en minimisant la formation de composés de dégradation. L'hydrolyse enzymatique doit encore être améliorée afin de réduire le coût lié à la consommation d'enzymes. Les principales voies de recherche devraient porter sur l'amélioration de l'activité des cellulases, afin de se rapprocher le plus possible de celles d'enzymes telles que les amylases. Le développement du procédé SFS (saccharification et fermentation simultanées) permet d'améliorer l'efficacité des enzymes en minimisant les réac-tions d'inhibition des enzymes par les produits formés. Son inconvénient est lié aux différences entre les tempé-ratures optimales de l'hydrolyse enzymatique et de la fermentation. La recherche de micro-organismes conservant de bonnes performances fermentaires à température élevée doit donc se poursuivre. Un autre verrou technologique du procédé concerne la fermentation alcoolique des pentoses, qui peuvent représenter jusqu'à 25 à 40 % des sucres totaux contenus dans la biomasse lignocellulosique. C'est pourquoi il est indispensable de les valoriser en éthanol. ...

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Ethanol production from xylose by Thermoanaerobacter ethanolicus in batch and continuous culture

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Ethanol and Hydrogen Production with Thermophilic Bactera from Sugars and Complex Biomass

Ethanol and Hydrogen Production with Thermophilic Bactera from Sugars and Complex Biomass

Ethanol production by a Paenibacillus species isolated from an Icelandic hot spring – Production yields from complex biomass

Production d'éthanol a partir de biomasse lignocellulosique

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