Analisis Pemodelan Efisiensi Transfer Oksigen dalam Katalisis Sel Istirahat untuk Bioproduksi Asam Xilon Titer Ekstra Tinggi

ABSTRAK
Konflik yang timbul dari produk-produk dengan titer tinggi dan kebutuhan oksigen yang substansial dalam biokonversi aerobik menghasilkan hambatan transfer oksigen dan viskositas tinggi dalam biosistem yang berubah secara dinamis. Saat ini, dalam bioproduksi asam xilonat (XA), strategi untuk mengatasi hambatan transfer oksigen sebagian besar berfokus pada modifikasi tingkat makro bioreaktor. Dalam penelitian ini, yang ditujukan pada biosistem dengan viskositas tinggi, persamaan kecepatan putar optimal ditetapkan pada tingkat fluida dengan menyelidiki secara kuantitatif variasi dan keterbatasan karakteristik reologi fluida, penahanan gas, laju respirasi sel, dan koefisien transfer volume kaldu dalam berbagai konsentrasi dan kecepatan putar. Berdasarkan laju respirasi sel dalam kecepatan putar optimal, kinerja produksi teoritis dihitung, dan 679,3 g/L XA dicapai dengan produktivitas 14,2 g/L/jam dengan mode pemberian makan batch. Diverifikasi menggunakan produksi aktual dalam kondisi yang sama dengan kontrol, 649,3 g/L XA akhirnya terakumulasi dengan produktivitas 13,5 g/L/jam, yang setara dengan 95,8% dari produksi teoritis. Strategi intensifikasi untuk transfer oksigen memberikan ide-ide yang mendalam untuk mengatasi hambatan katalisis aerobik wajib yang sulit diatasi. Selain itu, penelitian ini menawarkan bantuan teknis dan potensi aplikasi untuk produksi XA titer tinggi dari hidrolisat lignoselulosa kaya gula dengan viskositas tinggi.