Reattori a Biofilm per la Produzione Intensiva di Acidi Bicarbossilici
Informazioni sul documento
| Autore | Mariateresa Ferone |
| Scuola | Università degli studi di Napoli Federico II |
| Specialità | Dottorato in Biotecnologie |
| Anno di pubblicazione | 2017 |
| Luogo | Napoli |
| Tipo di documento | tesi |
| instructor | Prof. Antonio Marzocchella |
| Lingua | Italian |
| Numero di pagine | 129 |
| Formato | |
| Dimensione | 3.21 MB |
- Reattori a biofilm
- Acidi bicarbossilici
- Produzione biotecnologica
Riassunto
I. Introduzione
L'uso dei reattori a biofilm per la produzione intensiva di acidi bicarbossilici rappresenta un'innovazione significativa nel campo della biotecnologia. Questi reattori offrono vantaggi rispetto ai metodi tradizionali, in particolare per quanto riguarda l'efficienza e la sostenibilità. La crescente domanda di acidi organici nel mercato ha spinto la ricerca verso soluzioni più ecologiche e meno dipendenti dai combustibili fossili. La produzione di acido succinico, un acido bicarbossilico di grande valore, è un esempio chiave di come i processi biotecnologici possano sostituire le vie chimiche tradizionali. La transizione verso metodi di produzione più sostenibili è fondamentale per ridurre l'impatto ambientale e promuovere l'uso di risorse rinnovabili.
1.1. Acidi Organici Mercato e Applicazione
Il mercato degli acidi organici è in espansione, con applicazioni che spaziano dall'industria alimentare a quella farmaceutica. L'acido succinico è riconosciuto come un prodotto chimico ad alto valore aggiunto, utilizzato in vari settori industriali. La sua produzione attraverso processi biotecnologici non solo offre vantaggi economici, ma contribuisce anche alla sostenibilità ambientale. L'uso di biomasse come materia prima per la produzione di acido succinico rappresenta un passo importante verso l'implementazione di pratiche più ecologiche. La ricerca continua a esplorare nuove fonti di biomassa e metodi di produzione per ottimizzare i costi e migliorare l'efficienza.
II. Produzione di Acido Succinico
La produzione di acido succinico da fonti rinnovabili è un obiettivo chiave nella biotecnologia moderna. L'uso di Actinobacillus succinogenes come microrganismo produttore ha dimostrato di essere efficace nella fermentazione di zuccheri derivati da biomasse lignocellulosiche. La scelta della materia prima e il tipo di pretrattamento sono fattori cruciali per il successo del processo. La fermentazione continua in reattori a biofilm offre vantaggi significativi, come una maggiore stabilità e resa del prodotto. L'ottimizzazione delle condizioni di fermentazione e la gestione dei sottoprodotti sono essenziali per massimizzare l'efficienza del processo.
2.1. Kinetica della Produzione di Acido Succinico
La comprensione della kinetica della produzione di acido succinico è fondamentale per migliorare i processi di fermentazione. La cinetica di crescita di Actinobacillus succinogenes e la conversione dei substrati influenzano direttamente la resa finale. L'analisi dei parametri operativi, come temperatura, pH e concentrazione di nutrienti, è cruciale per ottimizzare le condizioni di fermentazione. L'implementazione di modelli cinetici può aiutare a prevedere il comportamento del sistema e a migliorare l'efficienza della produzione. La continua ricerca in questo campo è necessaria per sviluppare strategie innovative che possano rendere la produzione di acido succinico più competitiva.
III. Applicazioni dei Reattori a Biofilm
I reattori a biofilm sono utilizzati in vari contesti industriali per la produzione di acidi bicarbossilici e altri composti chimici. La loro capacità di mantenere una biomassa attiva e stabile consente una produzione continua e ad alta resa. Le applicazioni spaziano dalla produzione di biocarburanti alla sintesi di prodotti chimici di valore. L'uso di reattori a biofilm offre anche vantaggi in termini di riduzione dei costi operativi e miglioramento della sostenibilità ambientale. La ricerca continua a esplorare nuove configurazioni e tecnologie per massimizzare l'efficienza e l'efficacia di questi sistemi.
3.1. Tipi di Reattori a Biofilm
Esistono diversi tipi di reattori a biofilm, ognuno con caratteristiche specifiche che li rendono adatti a diverse applicazioni. I reattori a letto fisso, i reattori a flusso continuo e i reattori a membrana sono solo alcune delle configurazioni utilizzate. La scelta del tipo di reattore dipende da vari fattori, tra cui il tipo di substrato, il microrganismo utilizzato e le condizioni operative desiderate. La progettazione e l'ottimizzazione dei reattori a biofilm sono aree di ricerca attiva, con l'obiettivo di migliorare la resa e la sostenibilità dei processi di produzione.
Riferimento del documento
- Ragauskas, 2006 (Ragauskas)
- Cherringtona et al., 1991 (Cherringtona et al.)
- Becker et al., 2015 (Becker et al.)
- Werpy and Petersen, 2004 (Werpy and Petersen)
- Salvachúa et al., 2016b (Salvachúa et al.)