3. Results and discussion
3.1. Batch fermentation with and without PV
The pervaporation performance of the silicalite-1 filled PDMS/ PAN composite membrane was first evaluated with a model ABE solution. The results are shown in Fig. S1 (Supplementary material). Batch fermentation without and with PV using cassava as substrate was conducted to examine the effect of in situ product removal by this PV membrane on ABE fermentation. The results are shown in Fig. 1 and Table 1. Fig. 1a shows that the substrate was completely consumed after 48 h batch fermentation, and a total ABE concentration of 20.14 g/L with 12.16 g/L butanol was obtained in the fermentation broth. While in bath fermentation with PV, fermentation was allowed to proceed for 16 h, when butanol
and ABE concentrations in the fermentation broth were 4.3 and 7.4 g/L, respectively, then PV started. In subsequent hours, butanol and ABE in the bioreactor were removed continuously and kept below 5 and 7.5 g/L, respectively (see Fig. 1b). The results clearly indicated that the PV process enhanced butanol production compared to the control (see Table 1). Moreover, fermentation time required in batch fermentation with PV was shortened to 42 h, accompanied by 15% increase in substrate utilization rate from 1.28 to 1.47 g/L h (see Fig. 1b). It should be noted that in the batch
fermentation with PV, more ABE (21.78 g/L ABE, including 7.36 g/L acetone, 12.95 g/L butanol and 1.47 g/L ethanol) was produced, and the ABE yield and productivity also increased from 0.33 g/g to 0.35 g/g and 0.42 g/L h to 0.52 g/L h, respectively (see Table 1). Viable cell counts at late fermentation phase showed that the number of viable cells was 6 ± 1.4 105 CFU/mL in batch fermentation without PV, while in batch fermentation with PV, viable cells increased to 7.2 ± 1.5 105 CFU/mL, demonstrating that the less toxic environment resulted from the in situ product removal by PV supported the growth of cells. At the same time, the acetic and butyric acid concentrations in the reactor were 0.98 and 0.97 g/L, respectively, much lower than those in the batch fermentation without PV. The reduced acids concentration could be
explained simply by the increase of viable cells, which could lead to an increase of reassimilation rate of acetic and butyric acids produced in acidogenesis.
3 . ผลและการอภิปราย
3.1 . การหมักแบบที่มีและไม่มี PV
เรชันประสิทธิภาพของเมมเบรนคอมโพสิต - เต็ม PDMS / กระทะแรก ประเมินด้วยแบบอาเบะ โซลูชั่น ผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ S1 ( วัสดุเสริม )การหมักแบบมี PV โดยใช้มันสำปะหลังเป็นวัตถุดิบ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการกำจัดในแหล่งกำเนิดสินค้าโดยเซลล์เมมเบรนบนจากการหมัก ผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ 1 และตารางที่ 1 รูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวต้องใช้หลังจาก 48 ชั่วโมงการหมักแบบ , และรวมจากความเข้มข้นของ 20.14 กรัม / ลิตร 1216 กรัมต่อลิตร บิวทานอลได้ในน้ำหมัก . ในขณะที่นํ้าหมักกับ PV , และได้รับอนุญาตให้ดำเนินการ 16 H เมื่อ อาเบะ และบิวทานอล
ความเข้มข้นในน้ำหมัก 4.3 และ 7.4 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ จากนั้นเริ่ม PV . ตามชั่วโมง , บิวทานอลและอาเบะในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพออกอย่างต่อเนื่องและเก็บไว้ด้านล่าง 5 และ 7.5 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ( ดูรูปที่ 1A )ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่ากระบวนการผลิตบิวทานอล PV เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการควบคุม ( ดูตารางที่ 1 ) นอกจากนี้ ระยะเวลาในการหมักแบบใช้กับ PV ก็สั้น 42 H พร้อมด้วย 15% เพิ่มอัตราการใช้สารอาหารจาก 1.28 ถึง 1.47 g / l H ( เห็นรูป 1B ) มันควรจะสังเกตว่าในกลุ่ม
หมักกับ PV , อาเบะ ( 21.78 กรัม / ลิตรจากรวมทั้ง 7.36 กรัม / ลิตร ) ที่สุดกรัม / ลิตร บิวทานอลและ 1.47 กรัม / ลิตรเอทานอล ) ถูกผลิต และผลผลิต และผลผลิตเพิ่มขึ้นจากอาเบะ 0.33 กรัม / กรัม 0.35 g / g และ 0.42 กรัม / ลิตร H 0.52 กรัม / ลิตร H ตามลำดับ ( ดูตารางที่ 1 ) เซลล์ที่ได้นับระยะการหมักช้า พบว่าจำนวนเซลล์ที่มีอายุ 6 ± 1.4 105 cfu / ml ในการหมักแบบไม่มี PV , ในขณะที่ในการหมักแบบกับพีวีเซลล์เพิ่มขึ้นได้ถึง 7.2 ± 1.5 105 cfu / ml , แสดงให้เห็นว่าสภาพแวดล้อมเป็นพิษน้อยลง เป็นผลจากแหล่งกำเนิด โดยในการกำจัดผลิตภัณฑ์ PV สนับสนุนการเจริญเติบโตของเซลล์ ใน เวลาเดียวกัน และกรด butyric acid ความเข้มข้นในถังปฏิกรณ์เท่ากับ 0.98 และ 0.97 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ต่ำกว่าในการหมักแบบไม่มี PV . ลดกรดความเข้มข้นอาจ
อธิบายได้ง่ายๆโดยการเพิ่มขึ้นของเซลล์ได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตรา reassimilation ของกรดอะซิติกและกรดบิวที่ผลิตใน acidogenesis .
การแปล กรุณารอสักครู่..
