Die industrielle Bioethanolproduktion ist ein komplexer, kostspieliger und mehrstufiger Prozess, der lange Verarbeitungszeiten erfordert. Um dies zu adressieren, haben wir einen Hochtemperatur-Simultanprozess der Vergärung, Fermentation und Destillation (HT-SSFD) entwickelt. Dieser Prozess wurde in einem einzelnen Tank durchgeführt, der mit einer Destillationseinheit mit vermindertem Druck (RPD) verbunden war, wobei die thermotolerante Hefe Kluyveromyces marxianus verwendet wurde. Die simultane Destillation fördert die Fermentation, indem sie die Ethanolhemmung reduziert und die Bildung toxischer reaktiver Sauerstoffspezies verringert. Dieses Verfahren ermöglichte eine stabile Fermentation bei Temperaturen, die etwa 5 °C höher sind, mit einer 1,6-fachen Erhöhung der Ethanolrückgewinnung im Vergleich zu dem, was ohne RPD erzielt wurde, und maximiert somit die Vorteile der Hochtemperaturfermentation. Zudem erhöhte es signifikant die Ethanolproduktivität und verkürzte die Gesamtprozesszeit zur destillierten Ethanolrückgewinnung. Darüber hinaus wurde eine hohe Hefelebensfähigkeit auch nach HT-SSFD aufrechterhalten, und das Verfahren konnte unter Verwendung eines Teils der vorherigen Charge als Vorkultur wiederholt werden. HT-SSFD wurde auch mit anderen thermotoleranten Hefen als durchführbar erwiesen, obwohl die Effizienz der Ethanolproduktion variierte. Daher ist HT-SSFD ein kompakter, stabiler und effizienter Fermentationsprozess, der großes Potenzial als Grundlage für zukünftige Technologien zur industriellen Bioethanolproduktion zeigt. • Entwicklung eines Hochtemperatur-Simultanprozesses der Vergärung, Fermentation und Destillation (HT-SSFD). • Die Verarbeitung in einem einzelnen Tank mit einer Destillationseinheit mit vermindertem Druck erzielt einen kompakten und effizienten Fermentationsprozess. • Die simultane Destillation verringert die schädlichen Auswirkungen von Ethanol und reaktiven Sauerstoffspezies. • Hohe Ethanolproduktivität und verkürzte Prozesszeit zur destillierten Ethanolrückgewinnung. • Hohe Hefelebensfähigkeit ermöglicht einen kontinuierlichen Zyklus des HT-SSFD-Prozesses.
Pattanakittivorakul et al. (Do.) haben diese Frage untersucht.