Effect of specific growth rate in continuous cultures of acetogen gas fermentation

Abstract

The global demand of fossil fuel and petroleum is on rise. Extensive use of fossil fuel has led to global warming. Gas fermentation is an emerging attractive microbial process which uses acetogen (an anaerobic bacteria) that can convert carbon-containing waste feedstocks (e.g. gasified solid waste, steel-mill gas) into valuable biofuels and chemicals. The general aim is to study the effect of dilution rate in continuous culture acetogen gas fermentation grown under both CO and syngas. C. autoethanogenum produces acetate, ethanol, 2,3-butanediol (2,3-BDO) in continuous culture chemostat. In the steady-state continuous culture of Syngas-fermenting acetogen higher the specific growth rate of the culture results in higher products concentration. The performance of Syngas fermentation was superior then CO fermentation at higher dilution rate as ethanol and 2,3 BDO production increased significantly at a higher special growth rate. In estonian: Fossiilkütuste ja nafta ülemaailmne nõudlus on kasvamas. Fossiilkütuste laialdane kasutamine on kaasa toonud globaalse soojenemise. Gaasfermentatsioon on atraktiivne ning tõusev mikroobne protsess, mis kasutab atsetogeene (anaeroobseid bakterid), mis võimaldavad konverteerida jäätmetes peituva süsiniku (nt gaasitatud tahked jäätmed, terasetehase gaas) väärtuslikeks biokütusteks ja kemikaalideks. Töö üldeesmärk on uurida lahjenduskiiruse mõju atsetogeense gaasfermentatsiooni pidevkultiveerimisel kasutades nii CO-d kui ka sünteesgaasi. C. autoethanogenum toodab kemostaat pidevkultuurides atsetaati, etanooli, 2,3- butaandiooli (2,3-BDO). Sünteesgaasi puhul põhjustas kõrgem kasvuerikiirus ka kõrgema produktide kontsentratsiooni stabiilses steady-state seisundis. Sünteesgaasi protsessi tulemuslikkus oli parem kui CO puhul kõrgema lahjenduskiiruse korral, etanooli ja 2,3 BDO tootmine suurenes märkimisväärselt kõrgema kasvuerikiiruse juures.