pH Hysteresis and electrolysis for zero-chemical input control of fermentation processes

Pieter Candry Stephen Andersen Marta Coma Korneel Rabaey
Een nieuwe chemie – van maïs naar waardevolle grondstoffenBio-ethanol zorgt voor veevoederBiobrandstoffen zijn steeds meer in opmars, onder meer door de opgelegde normen omtrent hernieuwbare brandstoffen vanuit de EU. Enkele voorbeelden hiervan zijn biodiesel en bio-ethanol. Deze laatste kan geproduceerd worden uit een wijd gamma aan grondstoffen. In deze grondstoffen moeten koolhydraten aanwezig zijn om bio-ethanol te kunnen produceren. Net daardoor is maïs een veelgebruikt startproduct in het productieproces van bio-ethanol.

pH Hysteresis and electrolysis for zero-chemical input control of fermentation processes

Een nieuwe chemie – van maïs naar waardevolle grondstoffen

Bio-ethanol zorgt voor veevoeder

Biobrandstoffen zijn steeds meer in opmars, onder meer door de opgelegde normen omtrent hernieuwbare brandstoffen vanuit de EU. Enkele voorbeelden hiervan zijn biodiesel en bio-ethanol. Deze laatste kan geproduceerd worden uit een wijd gamma aan grondstoffen. In deze grondstoffen moeten koolhydraten aanwezig zijn om bio-ethanol te kunnen produceren. Net daardoor is maïs een veelgebruikt startproduct in het productieproces van bio-ethanol. In dit proces wordt de maïs voorbehandeld om suikers vrij te stellen uit de maïskorrels. Deze suikers worden vervolgens door gist omgezet tot alcohol, zoals dit ook gebeurt bij het maken van bier. Het eindproduct van dit gistproces – dat ook bier genoemd wordt – wordt vervolgens gedestilleerd om de alcohol in zuivere toestand te verkrijgen. Deze alcohol kan dan gebruikt worden als biobrandstof of als grondstof voor de chemische industrie. De restfractie na distillatie – de onderstroom – is echter ook waardevol. Tegenwoordig wordt deze fractie meestal gebruikt om, na centrifugatie en drogen, veevoeder te produceren. Zo is in de VS de economische rendabiliteit van een bio-ethanolproces afhankelijk van de verkoop van dit veevoeder. De veesector in de VS maakt gretig gebruik van dit relatief goedkope veevoer dat door zijn hogere gehalte aan eiwitten een reëel substituut is voor zowel maïs- als sojavoer.

Geurige zuren

De onderstroom kan echter ook gebruikt worden voor de productie van grondstoffen voor de chemische industrie. Na centrifugatie van de onderstroom wordt een vloeibare en een vaste fractie bekomen, resp. ‘thin stillage’ en ‘wet cake’. Deze thin stillage bevat nog heel wat suikers, glycerol en melkzuur; producten die relatief eenvoudig omgezet kunnen worden naar vluchtige vetzuren. Deze vetzuren zijn algemeen bekend in het dagelijks leven. Zo is azijn een waterige oplossing van azijnzuur, een van de meest eenvoudige vluchtige vetzuren met twee koolstofatomen. Als er drie koolstofatomen aanwezig zijn, is er sprake van propionzuur, een product dat mee de typische smaak van Zwitserse kaas bepaalt. Boterzuur, dat de geur van ranzige boter veroorzaakt, heeft vier koolstofatomen. Tenslotte is er de typische geur van geiten, die wordt veroorzaakt door capronzuur, een vetzuur met zes koolstofatomen. Deze vluchtige vetzuren staan natuurlijk niet enkel bekend om hun geurigheid; in de industriële chemie kunnen ze ook gebruikt worden als grondstof voor de productie van brandstoffen, parfums en solventen. Hierbij zijn vluchtige vetzuren met meer koolstofatomen interessanter door hun hogere marktwaarde.

De productie van vluchtige vetzuren uit thin stillage is eenvoudig omdat de bacteriën die vluchtige vetzuren produceren er al in aanwezig zijn. Dit is het gevolg van de eerdere biologische omzetting van suikers naar ethanol. Hoewel dit vooral door gisten gedaan wordt, is het in de praktijk zeer moeilijk om een pure gistcultuur te behouden. Ook bacteriën kunnen goed gedijen in de omstandigheden die gecreëerd worden tijdens de ethanolfermentatie. De destillatiestap is echter een groot obstakel. Enkel een specifiek type bacteriën, de “sporevormers”, kunnen deze stap overleven. Dit zijn bacteriën die in staat zijn in een toestand over te gaan waar ze beschermd zijn tegen hoge temperaturen, droogte, etc. Wanneer ze daarna terug in een geschikte omgeving gebracht worden, kunnen deze sporen ontkiemen waarna de bacteriën opnieuw normaal kunnen groeien. Vele soorten binnen deze groep sporevormers zijn uitermate geschikt om vluchtige vetzuren te produceren. Dit zorgt ervoor dat de thin stillage, waar veel sporevormers in aanwezig zijn, enkel op de geschikte temperatuur (vb. 34°C) moet gebracht worden om de gewenste reacties te laten doorgaan.

De voordelen van scheiden

Zo eenvoudig als de productie van vluchtige vetzuren uit thin stillage mag zijn, zo moeilijk is het om deze vluchtige vetzuren af te scheiden en te zuiveren. De biologische reacties zijn, door het gebruik van de aanwezige bacteriën, niet specifiek gericht op één eindproduct. Alle vetzuren die hierboven genoemd werden, worden geproduceerd. Een ander probleem is de onbruikbaarheid van de vetzuren zolang ze in de thin stillage aanwezig zijn. Om de vetzuren bruikbaar te maken, is een scheidingsstap nodig die ze uit de thin stillage kan halen. Klassieke chemische technieken kunnen hiervoor toegepast worden, maar deze vereisen vaak solventen. Omwille van economische en ecologische redenen zijn die echter te vermijden.

Daarom werd experimenteel getest of het gebruik van membranen in combinatie met een elektrische stroom de mogelijkheid biedt om de vetzuren uit de thin stillage in een propere waterige oplossing te recupereren. Een neveneffect van deze techniek is de elektrolyse van het water aanwezig in de thin stillage. Dit zorgt ervoor dat in de thin stillage hydroxide-ionen en waterstofgas geproduceerd worden. De eerste zorgen ervoor dat de thin stillage niet verzuurt door de productie van de vluchtige vetzuren terwijl de tweede een invloed heeft op de geproduceerde vetzuren. Door de elektrische productie van waterstofgas in de thin stillage worden vetzuren bekomen met meer koolstofatomen. Het gebruik van deze scheidingstechniek – membraanelektrolyse genoemd – heeft dus een drievoudig voordeel: de geproduceerde vetzuren worden gerecupereerd, de zuurtegraad van de vloeistof kan gecontroleerd worden zonder gebruik van chemicaliën en de geproduceerde vetzuren zijn economisch waardevoller.

En dan?

Er is echter nog veel werk aan de winkel. De vetzuren moeten nog van elkaar gescheiden worden – hiervoor zijn ook technieken in ontwikkeling – , de productie- en scheidingsstap moeten geoptimaliseerd worden, andere grondstoffen kunnen ook getest worden op hun potentieel voor vetzuurproductie, enz. Toch hebben de ontwikkelde technieken potentieel. Als de verschillende stappen van het proces op industriële schaal geoptimaliseerd worden, zou het in principe mogelijk zijn om dit procédé in te voegen voor de thin stillage gedroogd wordt. Wat overblijft na vetzuurproductie kan nog steeds gedroogd worden tot veevoeder. Deze aanpassing van het proces zorgt er dus niet enkel voor dat er een nieuwe, duurzame bron van chemische grondstoffen ontstaat, maar creëert ook een extra bron van inkomsten voor bio-ethanolinstallaties.

Bibliografie

Agler, M.T., Spirito, C.M., Usack, J.G., Werner, J.J. & Angenent, L.T., 2012. Chain elongation with reactor microbiomes: upgrading dilute ethanol to medium-chain carboxylates. Energy & Environmental Science, 5(8), 8189–8192.

Agler, M.T., Spirito, C.M., Usack, J.G., Werner, J.J. & Angenent, L.T., 2014. Development of a highly specific and productive process for n-caproic acid production: applying lessons from methanogenic microbiomes. Water Science & Technology, 69(1), 62–68.

Agler, M.T., Wrenn, B., Zinder, S. & Angenent, L., 2011. Waste to bioproduct conversion with undefined mixed cultures: the carboxylate platform. Trends in biotechnology, 29(2), 70–78.

Agricultural Marketing Resource Center, 2015. Estimated U.S. Dried Distillers Grains with Solubles (DDGS) Production & Use. , 1–5. Available at: http://www.extension.iastate.edu/agdm/crops/outlook/cornbalancesheet.pdf (Accessed May 7, 2015).

Alco BioFuel, 2014. Bio-Ethanol Production. Available at: http://www.alcobiofuel.com/index.php?node_id=6 (Accessed October 29, 2014).

Andersen, S.J., Hennebel, T., Gildemyn, S., Coma, M., Desloover, J., Berton, J., Tsukamoto, J., Stevens, C. & Rabaey, K., 2014. Electrolytic Membrane Extraction Enables Production of Fine Chemicals from Biorefinery Sidestreams. Environmental Science & Technology, 48(12), 7135–7142.

Angenent, L.T., Karim, K., Al-dahhan, M.H., Wrenn, B.A. & Domíguez-Espinosa, R., 2004. Production of bioenergy and biochemicals from industrial and agricultural wastewater. Trends in biotechnology, 22(9), 477–485.

APHA, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Washington, D.C., U.S.A.: American Public Health Association.

Appels, L., Baeyens, J., Degrève, J. & Dewil, R., 2008. Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Progress in Energy and Combustion Science, 34(6), 755–781.

Arora, A., Seth, A., Dien, B.S., Belyea, R.L., Singh, V., Tumbleson, M.E. & Rausch, K.D., 2011. Microfiltration of thin stillage: Process simulation and economic analyses. Biomass and Bioenergy, 35(1), 113–120.

Asdrubali, F., Baldinelli, G., D’Alessandro, F. & Scrucca, F., 2015. Life cycle assessment of electricity production from renewable energies: Review and results harmonization. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42, 1113–1122.

Bagastyo, A.Y., Radjenovic, J., Mu, Y., Rozendal, R.A., Batstone, D.J. & Rabaey, K., 2011. Electrochemical oxidation of reverse osmosis concentrate on mixed metal oxide (MMO) titanium coated electrodes. Water research, 45(16), 4951–4959.

Banat, I., Nigam, P. & Singh, D., 1998. Review: Ethanol production at elevated temperatures and alcohol concentrations: Part I–Yeasts in general. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 14(6), 809–821.

Barbirato, F., Chedaille, D. & Bories, A., 1997. Propionic acid fermentation from glycerol: comparison with conventional substrates. Applied Microbiology and Biotechnology, 47(4), 441–446.

Batstone, D. & Keller, J., 2002. The IWA Anaerobic Digestion Model No 1 (ADM 1). Water Science & Technology, 45(10), 65–73.

Bechthold, I. & Bretz, K., 2008. Succinic acid: a new platform chemical for biobased polymers from renewable resources. Chemical Engineering & Technology, 31(5), 647–654.

Le Berre, C., Serp, P., Kalck, P. & Torrence, G.P., 2014. Acetic Acid. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1–34.

Bornstein, B.T. & Barker, H.A., 1948. The energy metabolism of Clostridium kluyveri and the synthesis of fatty acids. Journal of Biological Chemistry, 172, 659–669.

Chae, K.-J., Choi, M.-J., Kim, K.-Y., Ajayi, F.F., Park, W., Kim, C.-W. & Kim, I.S., 2010. Methanogenesis control by employing various environmental stress conditions in two-chambered microbial fuel cells. Bioresource technology, 101(14), 5350–5357.

Chen, Y., Cheng, J.J. & Creamer, K.S., 2008. Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology, 99(10), 4044–64.

Cheon, Y., Kim, J.-S., Park, J.-B., Heo, P., Lim, J.H., Jung, G.Y., Seo, J.-H., Park, J.H., Koo, H.M., Cho, K.M., Park, J.-B., Ha, S.-J. & Kweon, D.-H., 2014. A biosynthetic pathway for hexanoic acid production in Kluyveromyces marxianus. Journal of Biotechnology, 182-183, 30–36.

Colmenarejo, M.., Sánchez, E., Bustos, A., Garcı́a, G. & Borja, R., 2004. A pilot-scale study of total volatile fatty acids production by anaerobic fermentation of sewage in fixed-bed and suspended biomass reactors. Process Biochemistry, 39(10), 1257–1267.

Dereli, R.K., Urban, D.R., Heffernan, B., Jordan, J.A., Ewing, J., Rosenberger, G.T. & Dunaev, T.I., 2012. Performance evaluation of a pilot-scale anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) treating ethanol thin stillage. Environmental Technology, 33(13), 1511–1516.

Van Eerten-Jansen, M.C.A.A., Ter Heijne, A., Grootscholten, T.I.M., Steinbusch, K.J.J., Sleutels, T.H.J. a., Hamelers, H.V.M. & Buisman, C.J.N., 2013. Bioelectrochemical Production of Caproate and Caprylate from Acetate by Mixed Cultures. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 1(5), 513–518.

European Commission, 2001. Integrated Pollution Prevention and Control Reference Document on Best Available Techniques in the Chlor-Alkali Manufacturing Industry,

Fernando, S., Adhikari, S., Chandrapal, C. & Murali, N., 2006. Biorefineries: Current Status, Challenges, and Future Direction. Energy & Fuels, 20(4), 1727–1737.

Ghatak, H.R., 2011. Biorefineries from the perspective of sustainability: Feedstocks, products, and processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(8), 4042–4052.

Granda, C.B., Holtzapple, M.T., Luce, G., Searcy, K. & Mamrosh, D.L., 2009. Carboxylate platform: the MixAlco process part 2: process economics. Applied Biochemistry and BIotechnology, 156(1-3), 537–554.

Granta Design, 2014. CES EduPack Software. Available at: http://www.grantadesign.com/education/edupack/index.htm (Accessed May 8, 2015).

Gueguim Kana, E.B., Schmidt, S. & Azanfack Kenfack, R.H., 2013. A web-enabled software for real-time biogas fermentation monitoring – Assessment of dark fermentations for correlations between medium conductivity and biohydrogen evolution. International Journal of Hydrogen Energy, 38(25), 10235–10244.

Harris, I., Henry, D.P. & Frost, A., 2001. The effect of volatile fatty acids in acidified fermented piggery effluent on shiga-toxigenic and non-toxic resident strains of Escherichia coli. Letters in Applied Microbiology, 33(6), 415–419.

Hoffman, L.A. & Baker, A., 2011. Estimating the Substitution of Distillers’ Grains for Corn and Soybean Meal in the U.S. Feed Complex,

Hofstrand, D., 2015. Ethanol Profitability. Iowa State University, Extension and Outreach, Ag Decision Maker. Available at: www.extension.iastate.edu/agdm/energy/xls/d1-10ethanolprofitability.xlsx (Accessed May 7, 2015).

Hollister, E.B., Forrest, A.K., Wilkinson, H.H., Ebbole, D.J., Tringe, S.G., Malfatti, S. a, Holtzapple, M.T. & Gentry, T.J., 2012. Mesophilic and thermophilic conditions select for unique but highly parallel microbial communities to perform carboxylate platform biomass conversion. PloS ONE, 7(6), 1–11.

Holtzapple, M.T. & Granda, C.B., 2009. Carboxylate platform: the MixAlco process part 1: comparison of three biomass conversion platforms. Applied biochemistry and biotechnology, 156(1-3), 525–536.

Hu, W., Zhong, H., Liang, W. & Chen, S., 2014. Ir-Surface enriched porous Ir-Co oxide hierarchical architecture for high performance water oxidation in acidic media. ACS applied Materials & Interfaces, 6(15), 12729–12736.

Inbicon, 2014. Biomass Refinery. Available at: http://www.inbicon.com/en/biomass-refinery (Accessed October 28, 2014).

Jang, Y.-S., Kim, B., Shin, J.H., Choi, Y.J., Choi, S., Song, C.W., Lee, J., Park, H.G. & Lee, S.Y., 2012. Bio-based production of C2-C6 platform chemicals. Biotechnology and Bioengineering, 109(10), 2437–59.

Jencks, W.P. & Regenstein, J., Ionisation Constants of Acids and Bases. In Handbook of Biochemistry and Molecular Biology. CRC Press, 305–351.

Jiménez, A.M., Borja, R. & Martı́n, A., 2003. Aerobic–anaerobic biodegradation of beet molasses alcoholic fermentation wastewater. Process Biochemistry, 38(9), 1275–1284.

Kamm, B. & Kamm, M., 2004. Principles of biorefineries. Applied Microbiology and Biotechnology, 64(2), 137–145.

Kim, I.S., Hwang, M., Jang, N., Hyun, S. & Lee, S., 2004. Effect of low pH on the activity of hydrogen utilizing methanogen in bio-hydrogen process. International Journal of Hydrogen Energy, 29(11), 1133–1140.

Kim, Y., Mosier, N.S., Hendrickson, R., Ezeji, T., Blaschek, H., Dien, B., Cotta, M., Dale, B. & Ladisch, M.R., 2008. Composition of corn dry-grind ethanol by-products: DDGS, wet cake, and thin stillage. Bioresource Technology, 99(12), 5165–76.

Lange, J.-P., Price, R., Ayoub, P.M., Louis, J., Petrus, L., Clarke, L. & Gosselink, H., 2010. Valeric biofuels: a platform of cellulosic transportation fuels. Angewandte Chemie International Edition in English, 49(26), 4479–4483.

Larsen, J., Haven, M.Ø. & Thirup, L., 2012. Inbicon makes lignocellulosic ethanol a commercial reality. Biomass and Bioenergy, 46, 36–45.

Larsen, J., Østergaard Petersen, M., Thirup, L., Wen Li, H. & Krogh Iversen, F., 2008. The IBUS Process – Lignocellulosic Bioethanol Close to a Commercial Reality. Chemical Engineering & Technology, 31(5), 765–772.

Larsson, M., Truong, X.-B., Björn, A., Ejlertsson, J., Bastviken, D., Svensson, B.H. & Karlsson, A., 2015. Anaerobic digestion of alkaline bleaching wastewater from a kraft pulp and paper mill using UASB technique. Environmental Technology, 36(12), 1489–1498.

Leang, C., Ueki, T., Nevin, K.P. & Lovley, D.R., 2013. A genetic system for Clostridium ljungdahlii: a chassis for autotrophic production of biocommodities and a model homoacetogen. Applied and Environmental Microbiology, 79(4), 1102–1109.

Lee, P.-H., Bae, J., Kim, J. & Chen, W.-H., 2011. Mesophilic anaerobic digestion of corn thin stillage: a technical and energetic assessment of the corn-to-ethanol industry integrated with anaerobic digestion. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 86(12), 1514–1520.

Lee, W.S., Chua, A.S.M., Yeoh, H.K. & Ngoh, G.C., 2014. A review of the production and applications of waste-derived volatile fatty acids. Chemical Engineering Journal, 235, 83–99.

Lindner, J., Zielonka, S., Oechsner, H. & Lemmer, A., 2015. Effect of different pH-values on process parameters in two-phase anaerobic digestion of high-solid substrates. Environmental Technology, 36(2), 198–207.

Liu, H., Wang, J., Liu, X., Fu, B., Chen, J. & Yu, H.-Q., 2012. Acidogenic fermentation of proteinaceous sewage sludge: Effect of pH. Water research, 46(3), 799–807.

Liu, Y. & Whitman, W.B., 2008. Metabolic, phylogenetic, and ecological diversity of the methanogenic archaea. Annals of the New York Academy of Sciences, 1125, 171–189.

Lyte, P., Sur, R., Nigam, A. & Southall, M.D., 2009. Heat-killed Propionibacterium acnes is capable of inducing inflammatory responses in skin. Experimental Dermatology, 18(12), 1070–1072.

Maaß, O., Grundmann, P. & von Bock und Polach, C., 2014. Added-value from innovative value chains by establishing nutrient cycles via struvite. Resources, Conservation and Recycling, 87, 126–136.

Madigan, M., Martinko, J., Stahl, D. & Clark, D., 2012. Brock Biology of Microorganisms, 13th edn, International Microbiology.

Marshall, C.W., LaBelle, E. V & May, H.D., 2013. Production of fuels and chemicals from waste by microbiomes. Current Opinion in Biotechnology, 24(3), 391–397.

Merkusheva, N. & Rapsomanikis, G., 2014. Nonlinear cointegration in the food-ethanol-oil system: Evidence from smooth threshold vector error correction models. ESA Working Paper No. 14-01, Rome, FAO.

Mollah, M.Y. a, Morkovsky, P., Gomes, J. a G., Kesmez, M., Parga, J. & Cocke, D.L., 2004. Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials, 114(1-3), 199–210.

Morimitsu, M., Murakami, C., Kawaguchi, K., Otogawa, R. & Matsunaga, M., 2004. Stability of Iridium Oxide-Tantalum Oxide Coated Titanium Electrodes for Oxygen Evolution in Alkaline Solutions. Journal of New Materials for Electrochemical Systems, 7, 323–327.

Naik, S.N., Goud, V. V., Rout, P.K. & Dalai, A.K., 2010. Production of first and second generation biofuels: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(2), 578–597.

NREL, 2009. What Is a Biorefinery. Available at: http://www.nrel.gov/biomass/biorefinery.html (Accessed October 12, 2014).

Palmqvist, E. & Hahn-Hägerdal, B., 2000. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates. II: inhibitors and mechanisms of inhibition. Bioresource Technology, 74(1), 25–33.

Perez, J.M., Richter, H., Loftus, S.E. & Angenent, L.T., 2013. Biocatalytic reduction of short-chain carboxylic acids into their corresponding alcohols with syngas fermentation. Biotechnology and Bioengineering, 110(4), 1066–1077.

Pikaar, I., Rozendal, R.A., Yuan, Z. & Rabaey, K., 2011. Electrochemical caustic generation from sewage. Electrochemistry Communications, 13(11), 1202–1204.

Piveteau, P., 1999. Metabolism of lactate and sugars by dairy propionibacteria : A review. Le Lait, 79(1), 23–41.

Pratt, S., Liew, D., Batstone, D.J., Werker, A.G., Morgan-Sagastume, F. & Lant, P.A., 2012. Inhibition by fatty acids during fermentation of pre-treated waste activated sludge. Journal of Biotechnology, 159(1-2), 38–43.

Rader, G.K. & Logan, B.E., 2010. Multi-electrode continuous flow microbial electrolysis cell for biogas production from acetate. International Journal of Hydrogen Energy, 35(17), 8848–8854.

Redwood, M.D., Orozco, R.L., Majewski, A.J. & Macaskie, L.E., 2012. Electro-extractive fermentation for efficient biohydrogen production. Bioresource Technology, 107, 166–174.

Renewable Fuels Association, 2015. Pocket Guide to Ethanol 2015. , 1–18. Available at: http://ethanolrfa.3cdn.net/23d732bf7dea55d299_3wm6b6wwl.pdf (Accessed May 7, 2015).

Ricke, S., 2003. Perspectives on the use of organic acids and short chain fatty acids as antimicrobials. Poultry Science, 82(4), 632–639.

Righi, E., Fantuzzi, G., Predieri, G. & Aggazzotti, G., 2014. Bromate, chlorite, chlorate, haloacetic acids, and trihalomethanes occurrence in indoor swimming pool waters in Italy. Microchemical Journal, 113, 23–29.

Rodríguez, J., Kleerebezem, R., Lema, J.M. & Van Loosdrecht, M.C.M., 2006. Modeling product formation in anaerobic mixed culture fermentations. Biotechnology and Bioengineering, 93(3), 592–606.

Roos, A. & Boron, W.F., 1981. Intracellular pH. Physiological Reviews, 61(2), 296–434.

Royce, L. a, Liu, P., Stebbins, M.J., Hanson, B.C. & Jarboe, L.R., 2013. The damaging effects of short chain fatty acids on Escherichia coli membranes. Applied Microbiology and Biotechnology, 97(18), 8317–8327.

Ryan, D. & Johnson, R., 2001. Dialysis and ultrafiltration of molasses for fermentation enhancement. Separation and Purification Technology, 22-23, 239–245.

Sánchez, E., Borja, R., Travieso, L., Martín, A. & Colmenarejo, M.F., 2005. Effect of organic loading rate on the stability, operational parameters and performance of a secondary upflow anaerobic sludge bed reactor treating piggery waste. Bioresource technology, 96(3), 335–344.

Sanders, J., Scott, E., Weusthuis, R. & Mooibroek, H., 2007. Bio-refinery as the bio-inspired process to bulk chemicals. Macromolecular Bioscience, 7(2), 105–117.

Seeliger, S., Janssen, P.H. & Schink, B., 2002. Energetics and kinetics of lactate fermentation to acetate and propionate via methylmalonyl-CoA or acrylyl-CoA. FEMS Microbiology Letters, 211(1), 65–70.

Siegert, I. & Banks, C., 2005. The effect of volatile fatty acid additions on the anaerobic digestion of cellulose and glucose in batch reactors. Process Biochemistry, 40(11), 3412–3418.

Sigma Aldrich, 2015. Sodium 2-bromoethanesulfonate 98%. Available at: http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/137502?lang=en&regi… (Accessed May 21, 2015).

Singhania, R.R., Patel, A.K., Christophe, G., Fontanille, P. & Larroche, C., 2013. Biological upgrading of volatile fatty acids, key intermediates for the valorization of biowaste through dark anaerobic fermentation. Bioresource Technology, 145, 166–174.

Skinner, S., Weersink, A. & DeLange, C.F., 2012. Impact of Dried Distillers Grains with Solubles (DDGS) on Ration and Fertilizer Costs of Swine Farmers. Canadian Journal of Agricultural Economics, 60(3), 335–356.

Skrivanova, E. & Marounek, M., 2007. Influence of pH on Antimicrobial Activity of Organic Acids against Rabbit Enteropathogenic Strain of Escherichia coli *. Folia Microbiologica, 52(1), 70–72.

Sluiter, A., Hames, B., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J. & Templeton, D., 2006. Determination of Sugars , Byproducts , and Degradation Products in Liquid Fraction Process Samples Laboratory Analytical Procedure ( LAP ),

Spirito, C.M., Richter, H., Rabaey, K., Stams, A.J.M. & Angenent, L.T., 2014. Chain elongation in anaerobic reactor microbiomes to recover resources from waste. Current Opinion in Biotechnology, 27, 115–122.

Steinbusch, K.J.J., Arvaniti, E., Hamelers, H.V.M. & Buisman, C.J.N., 2009. Selective inhibition of methanogenesis to enhance ethanol and n-butyrate production through acetate reduction in mixed culture fermentation. Bioresource Technology, 100(13), 3261–3267.

Steinbusch, K.J.J., Hamelers, H.V.M., Plugge, C.M. & Buisman, C.J.N., 2011. Biological formation of caproate and caprylate from acetate: fuel and chemical production from low grade biomass. Energy & Environmental Science, 4(1), 216–224.

Taheripour, F., Hertel, T.W., Tyner, W.E., Beckman, J.F. & Birur, D.K., 2010. Biofuels and their by-products: Global economic and environmental implications. Biomass and Bioenergy, 34(3), 278–289.

Taherzadeh, M.J. & Karimi, K., 2008. Pretreatment of lignocellulosic wastes to improve ethanol and biogas production: a review. International journal of Molecular Sciences, 9(9), 1621–1651.

Temudo, M.F., Kleerebezem, R. & van Loosdrecht, M., 2007. Influence of the pH on (open) mixed culture fermentation of glucose: a chemostat study. Biotechnology and Bioengineering, 98(1), 69–79.

Temudo, M.F., Mato, T., Kleerebezem, R. & Van Loosdrecht, M.C.M., 2009. Xylose anaerobic conversion by open-mixed cultures. Applied Microbiology and Biotechnology, 82(2), 231–239.

Thrash, J.C. & Coates, J.D., 2008. Review : Direct and Indirect Electrical Stimulation of Microbial Metabolism. Environmental Science and Technology, 42(11), 3921–3931.

Turner, L.K. & Collins, F.G., 2013. Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions: A comparison between geopolymer and OPC cement concrete. Construction and Building Materials, 43, 125–130.

Ucisik, A.S. & Henze, M., 2008. Biological hydrolysis and acidification of sludge under anaerobic conditions: the effect of sludge type and origin on the production and composition of volatile fatty acids. Water Research, 42(14), 3729–3738.

Volcke, E., 2014. Course Environmental Constructions 2014-2015.

Wagemann, K., 2014. Herstellung von Grundchemikalien auf Basis nachwachsender Rohstoffe als Alternative zur Petrochemie? Chemie Ingenieur Technik, 86(12), 2115–2134.

Ward, A.J., Hobbs, P.J., Holliman, P.J. & Jones, D.L., 2008. Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources. Bioresource Technology, 99(17), 7928–7940.

Wilkie, A.C., Riedesel, K.J. & Owens, J.M., 2000. Stillage characterization and anaerobic treatment of ethanol stillage from conventional and cellulosic feedstocks. Biomass and Bioenergy, 19(2), 63–102.

Yan, J., Lo, K. & Pinder, K., 1993. Instability Caused By High-Strenght of Cheese Whey In A UASB-Reactor. Biotechnology and Bioengineering, 41(7), 700–706.

Yee, R.S.L., Rozendal, R. a., Zhang, K. & Ladewig, B.P., 2012. Cost effective cation exchange membranes: A review. Chemical Engineering Research and Design, 90(7), 950–959.

Ylitervo, P., Akinbomi, J. & Taherzadeh, M.J., 2013. Membrane bioreactors’ potential for ethanol and biogas production: a review. Environmental Technology, 34(13-14), 1711–1723.

Yu, H.-Q. & Fang, H.H.P., 2002. Acidogenesis of dairy wastewater at various pH levels. Water Science & Technology, 45(10), 201–206.

Yutin, N. & Galperin, M.Y., 2013. A genomic update on clostridial phylogeny: Gram-negative spore formers and other misplaced clostridia. Environmental Microbiology, 15(10), 2631–2641.

Zhang, F., Merrill, M.D., Tokash, J.C., Saito, T., Cheng, S., Hickner, M. a. & Logan, B.E., 2011. Mesh optimization for microbial fuel cell cathodes constructed around stainless steel mesh current collectors. Journal of Power Sources, 196(3), 1097–1102.

Zhang, Y., Merrill, M.D. & Logan, B.E., 2010. The use and optimization of stainless steel mesh cathodes in microbial electrolysis cells. International Journal of Hydrogen Energy, 35(21), 12020–12028.

Zinder, S., Anguish, T. & Cardwell, S.C., 1984. Selective inhibition by 2-bromoethanesulfonate of methanogenesis from acetate in a thermophilic anaerobic digestor. Applied and Environmental Microbiology, 47(6), 1343–1345.

Universiteit of Hogeschool
Bio-ingenieurswetenschappen - afstudeerrichting milieutechnologie
Publicatiejaar
2015
Kernwoorden
Share this on: