undefined

Modelling the growth of a PHB producer methanotrophic bacterial strain using a Computational Fluid Dynamic approach: Discontinuous methane feeding strategy

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

C. De Crescenzo; S. Sabbarese; C. Amabile; T. Abate; A. Migliaccio; Cataldo De Blasio; S. Chianese; Dino Musmarra

Abstrakti:

<p>Replacing fossil plastic with green and biobased alternatives is one of the most significant challenges of this century. Polyhydroxyalkanoates, more specifically, poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), have been found as a very promising alternative to traditional plastics, but currently, they are about 2% of the bioplastics produced. In this work, the growth of a methanotrophic strain belonging to the Methylocystis species, a natural producer of poly(3-hydroxybutyrate), was modelled in a bubble column bioreactor fed with methane, considering a discontinuous feeding strategy. Three-dimensional simulations were performed by using a CFD approach. The biomass growth strategy based on the variation of the methane bubble diameter, in a range of 0.003–0.005 m, and the aspect ratio, in the range 5–16, was simulated. Their effects were assessed on the process efficiency and performance in terms of methane fed, biomass and PHB yields. When the bubble diameter was varied, the best performance was achieved at a diameter of 0.005 m with methane fed of 34.2 g, biomass yield of 0.534 g <sub>biomass</sub>/g <sub>CH4</sub> and PHB yield of 0.327 g <sub>PHB</sub>/g <sub>CH4</sub>. When the aspect ratio was varied, the best performance was achieved at an aspect ratio of 10 with methane fed of 34.9 g, biomass yield of 0.523 g <sub>biomass</sub>/g <sub>CH4</sub> and PHB yield of 0.321 g <sub>PHB</sub>/g <sub>CH4</sub>. Finally, the estimation of the PHB yield was performed. CFD analysis allowed to verify the absence of death or stagnant zones inside the reactor.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Åbo Akademi

De Blasio Cataldo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

6

Julkaisu­foorumi

91633

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.crbiot.2023.100146

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä