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H2 production by photofermentation in an innovative plate‐type photobioreactor with meandering channels
Biotechnology and Bioengineering ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-12-15 , DOI: 10.1002/bit.27656 Violette Turon 1 , Stéphane Ollivier 1 , Gregory Cwicklinski 1 , John C Willison 2 , Zoé Anxionnaz-Minvielle 1
Biotechnology and Bioengineering ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-12-15 , DOI: 10.1002/bit.27656 Violette Turon 1 , Stéphane Ollivier 1 , Gregory Cwicklinski 1 , John C Willison 2 , Zoé Anxionnaz-Minvielle 1
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Hydrogen production by Rhodobacter capsulatus is an anaerobic, photobiological process requiring specific mixing conditions. In this study, an innovative design of a photobioreactor is proposed. The design is based on a plate‐type photobioreactor with an interconnected meandering channel to allow culture mixing and H2 degassing. The culture flow was characterized as a quasi‐plug‐flow with radial mixing caused by a turbulent‐like regime achieved at a low Reynolds number. The dissipated volumetric power was decreased 10‐fold while maintaining PBR performances (production and yields) when compared with a magnetically stirred tank reactor. To increase hydrogen production flow rate, several bacterial concentrations were tested by increasing the glutamate concentration using fed‐batch cultures. The maximum hydrogen production flow rate (157.7 ± 9.3 ml H2/L/h) achieved is one of the highest values so far reported for H2 production by R. capsulatus. These first results are encouraging for future scale‐up of the plate‐type reactor.
中文翻译：
在具有曲折通道的创新板式光生物反应器中通过光发酵生产氢气
荚膜红杆菌产氢是一种厌氧光生物学过程，需要特定的混合条件。在这项研究中，提出了一种光生物反应器的创新设计。该设计基于板式光生物反应器，具有相互连接的曲折通道，以允许培养物混合和 H 2脱气。培养流被表征为具有径向混合的准活塞流，由在低雷诺数下实现的类湍流状态引起。与磁力搅拌釜式反应器相比，耗散的体积功率降低了 10 倍，同时保持了 PBR 性能（产量和产量）。为了提高产氢流速，通过使用分批补料培养增加谷氨酸浓度来测试几种细菌浓度。达到的最大氢气生产流速（157.7 ± 9.3 ml H 2 /L/h）是迄今为止报道的R. capsulatus生产H 2的最高值之一。这些初步结果对于板式反应器的未来放大是令人鼓舞的。
更新日期：2021-02-18
中文翻译：
在具有曲折通道的创新板式光生物反应器中通过光发酵生产氢气
荚膜红杆菌产氢是一种厌氧光生物学过程，需要特定的混合条件。在这项研究中，提出了一种光生物反应器的创新设计。该设计基于板式光生物反应器，具有相互连接的曲折通道，以允许培养物混合和 H 2脱气。培养流被表征为具有径向混合的准活塞流，由在低雷诺数下实现的类湍流状态引起。与磁力搅拌釜式反应器相比，耗散的体积功率降低了 10 倍，同时保持了 PBR 性能（产量和产量）。为了提高产氢流速，通过使用分批补料培养增加谷氨酸浓度来测试几种细菌浓度。达到的最大氢气生产流速（157.7 ± 9.3 ml H 2 /L/h）是迄今为止报道的R. capsulatus生产H 2的最高值之一。这些初步结果对于板式反应器的未来放大是令人鼓舞的。
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