Energy Requirements for Butanol Recovery Using the Flash Fermentation Technology
Notice bibliographique
Résumé
Acetone–butanol–ethanol (ABE) facilities have traditionally presented unattractive economics because of the large energy consumption during recovery of the products from a dilute fermentation broth (∼13 g/L butanol). This problem results from the high toxicity of butanol to microorganisms that catalyze its production. Flash fermentation is a continuous fermentation system with integrated product recovery. The bioreactor is operated at atmospheric pressure and the broth is circulated in a closed loop to a vacuum chamber where ABE is continuously boiled off at 37 °C and condensed afterward. With this technology the beer achieved a concentration of butanol as high as 30–37 g/L. This paper studies the energy requirements for butanol recovery using the flash fermentation technology and its effect on the energy consumption by the downstream distillation system. Compressors are used to remove the vapors from the flash tank, thus maintaining the desired vacuum. The heat recovery technique of vapor recompression is used to reduce energy requirements. With this technique the heat generated by the compression and partial condensation of the vapors provides the energy for boil up (heat of vaporization) in the flash tank. Thus the energy requirement for the flash fermentation is essentially the electrical power demanded by compressors. Energy for recirculation pumps accounts for approximately 0.5% of the total energy consumption. Small increments in butanol concentration in the beer can have important positive impacts on the energy consumption of the distillation unit. Nonetheless, the energy use of the recovery technology must be included in the energy balance. For a fermentation with a wild-type strain, the total energy requirement for butanol recovery (flash fermentation + distillation) was 17.0 MJ/kg butanol, with 36% of this value demanded by the flash fermentation. This represents a reduction of 39% in the energy for butanol recovery in relation to the conventional batch process. In the case of a fermentation with a hyper-butanol producing mutant strain, the use of the flash fermentation could reduce the energy consumption for butanol recovery by 16.8% in relation to a batch fermentation with the same mutant strain.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».