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27.07.2016 | Original Article | Ausgabe 2/2017

Biomass Conversion and Biorefinery 2/2017

Pulsed fed-batch strategy towards intensified process for lactic acid production using recycled paper sludge

Zeitschrift:
Biomass Conversion and Biorefinery > Ausgabe 2/2017
Autoren:
S. Marques, F. M. Gírio, J. A. L. Santos, J. C. Roseiro
Wichtige Hinweise

Highlights

The process for RPS conversion into lactic acid was intensified at bioreactor scale.
RPS was effectively (76 % yield) converted into lactic acid (73 g L−1) by batch SSF.
Pulsed fed-batch strategy applied to SSF improved lactic acid production kinetics (108 g L−1, 62 % yield).
RPS upgrading will boost economic and environmental performance of paper industry.

Abstract

A process has previously been optimized for production of lactic acid from recycled paper sludge (RPS), the ultimate solid waste obtained in the wastewater treatment plant of a local paper recycling mill. In this work, both separate hydrolysis and fermentation (SHF) and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) processes were improved under batch mode in bench-scale bioreactor. The use of bioreactor was advantageous, providing higher conversion rates, together with increased yield. By running SSF in bioreactor, 73.2 g L−1 of lactic acid has been produced by Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 from 179 g L−1 RPS, corresponding to 76 % of maximum theoretical yield. Further process intensification, with improved kinetics and final product concentration, was achieved by applying a pulsed fed-batch strategy. With six pulsed additions of RPS (40 g at each 5 h), 108.2 g L−1 of lactic acid was produced (after 120 h, corresponding to 62 % yield). This achievement contributes to make more realistic the large-scale upgrading of RPS, a waste raw material exhibiting negative cost.

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