Impact of butyric acid on butanol formation by Clostridium pasteurianum

Regestein, Lars; Doerr, Eric Will; Staaden, Antje; Rehmann, Lars

doi:10.1016/j.biortech.2015.07.085

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“…Butyric acid typically accumulates as an intermediate during the acidogenesis stage in the fermentation of Clostridium spp. The accumulated butyric acid can be utilized as the substrate for subsequent butanol production during the switch from acidogenesis to solventogenesis stage [20, 24]. The pathway from butyric acid to butanol is relatively short, not only from a metabolic point of view, but also with respect to the energy content.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…A successful uptake and further conversion of butyric could directly increase butanol yield. Hence, butyric acid is considered a desired and effective precursor to activate solventogenesis metabolism for butanol formation [20, 24]. The effect of butyrate on butanol production from sugars by Clostridium spp.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…has been widely reported, indicating that the addition of butyrate could effectively enhance butanol concentration and yield. [20, 24].

Fig.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…In addition, the effect of adding butyrate at the beginning of fermentation (acting as a precursor in the butanol metabolism) on butanol production was also evaluated [20]. Finally, the combination of an in situ VMD module with the addition of butyrate was used to further enhance butanol production efficiency and obtain a higher glycerol utilization yield.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Bio-butanol production from glycerol with Clostridium pasteurianum CH4: the effects of butyrate addition and in situ butanol removal via membrane distillation

Lin

Yen

Kao

et al. 2015

Biotechnol Biofuels

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BackgroundClostridium pasteurianum CH4 was used to produce butanol from glycerol. The performance of butanol fermentation was improved by adding butyrate as the precursor to trigger the metabolic pathway toward butanol production, and by combining this with in situ butanol removal via vacuum membrane distillation (VMD) to avoid the product inhibition arising from a high butanol concentration.ResultsAdding 6 g L−1 butyrate as precursor led to an increase in the butanol yield from 0.24 to 0.34 mol butanol (mol glycerol)−1. Combining VMD and butyrate addition strategies could further enhance the maximum effective butanol concentration to 29.8 g L−1, while the yield was also improved to 0.39 mol butanol (mol glycerol)−1. The butanol concentration in the permeate of VMD was nearly five times higher than that in the feeding solution.ConclusionsThe proposed butyrate addition and VMD in situ butanol removal strategies are very effective in enhancing both butanol titer and butanol yield. This would significantly enhance the economic feasibility of fermentative production of butanol. The VMD-based technology not only alleviates the inhibitory effect of butanol, but also markedly increases butanol concentration in the permeate after condensation, thereby making downstream processing easier and more cost-effective.

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Section: Resultsmentioning

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Section: Resultsmentioning

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“…has been widely reported, indicating that the addition of butyrate could effectively enhance butanol concentration and yield. [20, 24].

Fig.…”

Section: Resultsmentioning

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Bio-butanol production from glycerol with Clostridium pasteurianum CH4: the effects of butyrate addition and in situ butanol removal via membrane distillation

Lin

Yen

Kao

et al. 2015

Biotechnol Biofuels

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“…A solventogênese constitui um processo subsequente à acidogênese, uma vez que os solventes são obtidos a partir da conversão dos ácidos orgânicos (biohidrogenação), especialmente o butirato e acetato (Harde et al, 2016), sob condições controladas de pH e tamponamento. 23 O ácido butírico pode ser usado como matéria-prima para produção de butanol, caracterizado como um biocombustível promissor (Mariano et al, 2011), tanto pelo emprego de rotas catalíticas (Sjöblom et al, 2015) quanto por bioquímicas (Regestein et al, 2015). N-butil butirato ou butanoato de butila, um combustível alternativo para aviação, também pode ser obtido a partir do ácido butírico por meio de sua esterificação com o butanol (Sarma et al, 2015;Sjöblom et al, 2015).…”

Section: Biorrefinarias: Conceitos E Potencialidades Da Biodigestão Aunclassified

Biodigestão anaeróbia termofílica de vinhaça em sistemas combinados do tipo acidogênico-metanogênico para potencialização da recuperação de bioenergia em biorrefinarias de cana-de-açúcar de primeira geração

Fuess¹

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2017AUTORIZO A REPRODUÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE. Fuess, Lucas Tadeu F955bBiodigestão anaeróbia termofílica de vinhaça em sistemas combinados do tipo acidogênico-metanogênico para potencialização da recuperação de bioenergia em biorrefinarias de cana-de-açúcar de primeira geração / Lucas Tadeu Fuess; orientador Marcelo Zaiat; coorientador Marcelo Loureiro Garcia. São Carlos, 2017.Tese (Doutorado) -Programa de Pós-Graduação em Engenharia Hidráulica e Saneamento e Área de Concentração em Hidráulica e Saneamento --Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2017.1. Biorrefinaria de cana-de-açúcar. 2. Gerenciamento de vinhaça. 3. Biodigestão anaeróbia. 4. ASTBR. 5. Recuperação de bioenergia. 6. Produção de biohidrogênio. 7. Avaliação tecnológica. I. Título.À Isabella, meu grande amor.Aos meus pais, Fernando e Sônia, meus pilares.Dedico. AGRADECIMENTOSA Deus, pela dádiva da vida, por me inserir em um terno seio familiar e, sobretudo, por me fortalecer para buscar meus sonhos.A minha "pequena grande" família: Sônia, Fernando, Isabella, Spike e Kiara. Aos meus pais, Fernando e Sônia, pelo apoio incondicional, investimento desmedido, carinho e confiança depositada em mim. A minha mulher, Isabella, pelo amor, companheirismo e inúmeras aventuras compartilhadas, mas, sobretudo, por aguentar minhas incontáveis manias e meu lado workaholic. As minhas crianças de quatro patas, Spike e Kiara, por me fazerem entender o significado do amor sincero a cada chegada em casa. Simplesmente obrigado por estarem presentes em minha vida.Aos mestres "Marcelos". Ao Garcia, o Marcelinho ou MG, pela valiosa contribuição em minha iniciação na ciência, pelas orientações competentes desde a IC e pela amizade construída em quase uma década de conversas com o mesmo fim: "tinha mais alguma coisa para falar, mas não lembro agora...". Ao Zaiat, o chefe, pela confiança em meu trabalho, pela tranquilidade e paciência na orientação e pelo exemplo de competência e humanidade. E tudo isso acompanhado com uma (grande) dose de zoeira. Seu Marcelo, trabalhar em seu grupo é viciante, quem está dentro não quer sair. Obrigado por tudo! Aos "Panquecudos": Leandro (rei das metodologias e pai mais fresco do LPB), Carol Gil (tia da cinética... ôôô!), Carla (profa. Helena), Rachel (técnica do íons), Priscila (também técnica do íons... couve-flor!), Tiago Palladino (rei da biomol), Eduardo (fazendeiro de MG e "zen" paciência), Natália (mamãe do ano) e Fabrício (marombeiro que só). Um grupo que transcendeu as afinidades científico-filosóficas para partilhar os ensinamentos adquiridos com os amigos de quatro patas. Obrigado por fazerem meu cotidiano mais alegre, pelas valorosas contribuições e discussões científicas, por aceitarem as intermináveis brincadeiras e, sobretudo, pela amizade construída à base de um esforço desmedido para "fazer ciência". E viva o nosso lema: The zoeira never ends... Aos irmãozinhos cientistas, também crias d...

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The Biodiesel Biorefinery

Rußmayer

Egermeier

2022

Good Microbes in Medicine, Food Production, Biotechnology, Bioremediation, and Agriculture

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Impact of butyric acid on butanol formation by Clostridium pasteurianum

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Bio-butanol production from glycerol with Clostridium pasteurianum CH4: the effects of butyrate addition and in situ butanol removal via membrane distillation

Bio-butanol production from glycerol with Clostridium pasteurianum CH4: the effects of butyrate addition and in situ butanol removal via membrane distillation

Biodigestão anaeróbia termofílica de vinhaça em sistemas combinados do tipo acidogênico-metanogênico para potencialização da recuperação de bioenergia em biorrefinarias de cana-de-açúcar de primeira geração

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