Influence of the accumulation of phosphate and magnesium ions in the yeast cells on the ethanol productivity in batch ethanol fermentation

The accumulation of phosphate and magnesium in the yeast cells is not necessary to assure the ethanol productivity of batch ethanol fermentations. To avoid the decrease of the ethanol productivity it was sufficient to use a fermentation medium containing calculated concentrations of phosphorus and magnesium sources in order to maintain practically constant the phosphorus and magnesium initial contents of the biomass during the fermentation.

O acúmulo de fosfato e magnésio nas células de levedura não é necessário para assegurar a produtividade em etanol de fermentações alcoólicas descontínuas. Para evitar a diminuição da produtividade em etanol, foi suficiente utilizar um meio de fermentação contendo concentrações calculadas das fontes de fósforo e de magnésio de modo a manter praticamente constantes, durante a fermentação, os teores iniciais de fósforo e magnésio da biomassa.

Calculation of fermentation parameters from the results of a fed-batch test taking account of the volume of biomass in the fermenting medium

The volume of biomass in the fermenting medium may significantly affect the values of fermentation parameters calculated from the measured concentrations of the substrates and/or products. The corrections proposed in this paper should be evaluated and, depending on their magnitude, considered in order to obtain more representative results. A numerical example is presented.

O volume da biomassa no meio em fermentação pode afetar significativamente os parâmetros do processo calculados a partir das medidas das concentrações de substratos e/ou produtos. Correções propostas neste trabalho deveriam ser avaliadas e, dependendo de seus valores, consideradas a fim de obter resultados mais representativos. Apresenta-se um exemplo numérico.

Influence of the reactor shape on the kinetics of ethanol production in laboratory-scale batch fermentation tests carried out in unstirred vessels

Estudou-se a influência da geometria de reatores não agitados na cinética de produção de etanol em experimentos de fermentação alcoólica realizados por processo descontínuo em escala de laboratório. Foram utilizados dois reatores: um cilindro graduado de 1 L e um frasco de Erlenmeyer de 2 L. Cada reator operou com 1000 mL de meio inoculado. A influência da geometria do reator foi afetada pela relação entre a concentração inicial de levedura (X0: ~ 7 g/L, ~ 14 g/L, e ~ 21 g/L, matéria seca) e a concentração inicial de glicose (S0: ~ 100 g/L, ~ 150 g/L e ~ 200 g/L). A influência da geometria do reator diminuiu quando X0/S0 aumentou de 0,038 a 0,219, tornando-se nula para X0/S0 = 0,22 a 0,24. A geometria do reator praticamente não afetou tanto o rendimento em etanol e a concentração final de levedura quanto a viabilidade e a morfologia das células em experimentos com o mesmo valor de X0/S0.

Batch ethanol fermentation: the correlation between the fermentation efficiency and the biomass initial concentration depends on what is considered as produced ethanol

Embora muitos estudos tenham avaliado muitos dos fatores que afetam a eficiência da fermentação etanólica, a influência da concentração da biomassa na eficiência do processo tem recebido pouca atenção. Esse trabalho mostra que a influencia da concentração inicial de biomassa depende do que se considera "etanol produzido". Se, terminada a fermentação, considera-se como etanol produzido apenas aquele existente na fase aquosa do meio, o rendimento da fermentação decresce linearmente quando a concentração inicial de biomassa aumenta. Entretanto, se o etanol intracelular também é considerado, a concentração da biomassa não afeta o rendimento da fermentação.

Performance of anaerobic sequencing batch biofilm reactor submitted to different influent volume feeds and cycle time periods maintaining organic loading.

The stability and efficiency of an anaerobic reactor containing biomass immobilized on polyurethane foam were assessed. The reactor with mechanical stirring of 500 rpm and maintained at 30+/-1 degrees C treated synthetic wastewater with a concentration of approx 500 mg of chemical oxygen demand/L and was fed with different influent volumes and cycle times maintaining organic load. Operation was in batch mode with renewal of only part of the volume of wastewater to be treated; that is reactor discharge was not complete, but partial. The main operational characteristic investigated was the ratio of the volume of wastewater fed per cycle (VA) to the volume of wastewater in the reactor (VA) maintaining the same volumetric organic load. This way, operating flexibility could be verified in relation to the volume of treated wastewater at each cycle and the cycle time for the same organic load. The results indicated that the reactor was able to operate with different VA/Vu ratios with no significant loss in performance, thus allowing increased operational flexibility. For conditions in which VA was >or=50% of VA, removal efficiencies of filtered and nonfiltered organic matter were about 84 and 79%, respectively, whereas at conditions of higher initial influent dilution, these efficiencies were slightly lower, about 80 and 74%, respectively. At higher initial influent dilutions, it became difficult to maintain a constant reactor medium volume, owing to a high formation rate of viscous polymer-like material, likely of microbiologic origin.

Hydrodynamic analysis of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor with liquid-phase external circulation

Este trabajo evaluó el comportamiento hidrodinámico y la remoción de materia orgánica en un reactor anaerobio de lecho fijo rellenado con espuma de poliuretano (0,5cm) y operado por lotes secuenciales con recirculación de la fase líquida. El estudio hidrodinámico fue realizado sin microorganismos y con velocidad superficial de líquido entre 0,16 y 0,80cm/s. El reactor fue operado de forma continua para evaluar el patrón de flujo en el lecho y por lotes para estimar el tiempo de mezcla de la fase fluida. Bajo operación continua, el flujo pudo ser caracterizado como pistón y, en el caso de operación discontinua, el tiempo de mezcla fue considerado despreciable cuando fue comparado al tiempo total de reacción a ser utilizado en la operación por lotes para remoción de la materia orgánica. El reactor, rellenado con biomasa anaerobia inmovilizada sobre espuma de poliuretano, fue operado en lotes de 8h con temperatura de 30 ±1ºC y alimentado con agua residual elaborada con glucosa y con demanda química de oxígeno de 500mg/L aproximadamente. El desempeño del proceso fue evaluado sin recirculación de la fase líquida y con recirculación, con aplicación de velocidad superficial de 0,19cm/s. Los mejores resultados de estabilidad del proceso anaerobio y de remoción de materia orgánica fueron alcanzados con la recirculación de la fase liquida, con valores hasta 95 por ciento

Influence of organic loading on an anaerobic sequencing biofilm batch reactor (ASBBR) as a function of cycle period and wastewater concentration.

The effect of organic loading on the performance of a mechanically stirred anaerobic sequencing biofilm batch reactor (ASBBR) has been investigated, by varying influent concentration and cycle period. For microbial immobilization 1-cm polyurethane foam cubes were used. An agitation rate of 500 rpm and temperature of 30+/-2 degrees C were employed. Organic loading rates (OLR) of 1.5-6.0gCODl(-1)d(-1) were applied to the 6.3-l reactor treating 2.0 l synthetic wastewater in 8 and 12-h batches and at concentrations of 500-2000mgCODl(-1), making it possible to analyze the effect of these two operation variables for the same organic loading range. Microbial immobilization on inert support maintained approximately 60 gTVS in the reactor. Filtered sample organic COD removal efficiencies ranged from 73 to 88% for organic loading up to 5.4gCODl(-1)d(-1). For higher organic loading (influent concentration of 2000mgCODl(-1) and 8-h cycle) the system presented total volatile acids accumulation, which reduced organics removal efficiency down to 55%. In this way, ASBBR with immobilized biomass was shown to be efficient for organic removal at organic loading rates of up to 5.4gCODl(-1)d(-1) and to be more stable to organic loading variations for 12-h cycles. This reactor might be an alternative to intermittent systems as it possesses greater operational flexibility. It might also be an alternative to batch systems suspended with microorganisms since it eliminates both the uncertainties regarding granulation and the time necessary for biomass sedimentation, hence reducing the total cycle period.

Measurement of the gassing power of bakers' yeast: correlation between the dough volume and the incubation time

Propõe-se uma equação empírica que correlaciona o volume da pasta com o tempo de incubação na medida, pelo método do cilindro graduado e pasta de baixa concentração, da capacidade do fermento prensado de aumentar o volume da pasta (usualmente denominada "poder de levantamento" ou "poder de fermentação" do fermento). A equação proposta permite não apenas correlacionar o valor daquela capacidade com o tempo de incubação, mas também calcular a velocidade específica de aumento do volume da pasta em cada instante, fornecendo assim muito mais informações sobre o desempenho do fermento. Apresenta-se, também, uma possível explicação da fórmula empírica proposta.

Calculation of fermentation parameters from the results of a batch test taking account of the volume of biomass in the fermenting medium.

The values of fermentation parameters calculated from the measured concentrations of substrates and/or products may be significantly affected by the volume of biomass in the fermenting medium. Corrections proposed in this paper should be evaluated and, depending on their magnitude, considered in order to obtain more representative results.

Calculation of fermentation parameters from the results of a batch test taking account of the volume of biomass in the fermenting medium.

The values of fermentation parameters calculated from the measured concentrations of substrates and/or products may be significantly affected by the volume of biomass in the fermenting medium. Corrections proposed in this paper should be evaluated and, depending on their magnitude, considered in order to obtain more representative results.

Objective criteria to confirm the existence of the exponential growth phase in a batch microbial process

Três critérios säo propostos com a finalidade de tornar menos subjetivo o método utilizado para verificar a existência de fase exponencial de crescimento

Preferential utilization of glucose during batch fermentation of whey by Lactobacillus bulgaricus

Em fermentaçöes descontínuas, por Lactobacillus bulgaricus, de soro de leite näo esterilizado, foram observadas duas fases. Na primeira, a lactose foi hidrolisada pela bactéria e a glicose foi imediatamente fermentada, acumulando-se galactose no meio em fermentaçäo. Na segunda fase, a galactose foi assimilada pelo microrganismo. Somente no começo da primeira fase observou-se crescimento celular