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Mathematical modeling of the ethanol fermentation of cashew apple juice by a flocculent yeast: the effect of initial substrate concentration and temperature.
Pinheiro, Álvaro Daniel Teles; da Silva Pereira, Andréa; Barros, Emanuel Meneses; Antonini, Sandra Regina Ceccato; Cartaxo, Samuel Jorge Marques; Rocha, Maria Valderez Ponte; Gonçalves, Luciana Rocha B.
Afiliação
  • Pinheiro ÁDT; Departamento de Agrotecnologia e Ciências Sociais, Universidade Federal Rural do Semiárido, Mossoró, RN, Brazil.
  • da Silva Pereira A; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Bloco 709, Fortaleza, CE, 60455-760, Brazil.
  • Barros EM; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Bloco 709, Fortaleza, CE, 60455-760, Brazil.
  • Antonini SRC; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Bloco 709, Fortaleza, CE, 60455-760, Brazil.
  • Cartaxo SJM; Departamento de Tecnologia Agro-Industrial e Sócio-Economia Rural, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP, Brazil.
  • Rocha MVP; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Bloco 709, Fortaleza, CE, 60455-760, Brazil.
  • Gonçalves LRB; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Bloco 709, Fortaleza, CE, 60455-760, Brazil. valderez.rocha@ufc.br.
Bioprocess Biosyst Eng ; 40(8): 1221-1235, 2017 Aug.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-28589216
In this work, the effect of initial sugar concentration and temperature on the production of ethanol by Saccharomyces cerevisiae CCA008, a flocculent yeast, using cashew apple juice in a 1L-bioreactor was studied. The experimental results were used to develop a kinetic model relating biomass, ethanol production and total reducing sugar consumption. Monod, Andrews, Levenspiel and Ghose and Tyagi models were investigated to represent the specific growth rate without inhibition, with inhibition by substrate and with inhibition by product, respectively. Model validation was performed using a new set of experimental data obtained at 34 °C and using 100 g L-1 of initial substrate concentration. The model proposed by Ghose and Tyagi was able to accurately describe the dynamics of ethanol production by S. cerevisiae CCA008 growing on cashew apple juice, containing an initial reducing sugar concentration ranging from 70 to 170 g L-1 and temperature, from 26 to 42 °C. The model optimization was also accomplished based on the following parameters: percentage volume of ethanol per volume of solution (%V ethanol/V solution), efficiency and reaction productivity. The optimal operational conditions were determined using response surface graphs constructed with simulated data, reaching an efficiency and a productivity of 93.5% and 5.45 g L-1 h-1, respectively.
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Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Fermentação Idioma: En Revista: Bioprocess Biosyst Eng Assunto da revista: BIOTECNOLOGIA / ENGENHARIA BIOMEDICA Ano de publicação: 2017 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Alemanha
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