Trickle-bed reactor for solid-substrate fermentation : Overcoming nutrient distribution limitations in sophorolipid production
Bueno-Mancebo, Jose (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Gea Leiva, Teresa (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Artola Casacuberta, Adriana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Barrena Gómez, Raquel (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)

Data:	2025
Resum:	Solid-state fermentation (SSF) represents a sustainable alternative for the bioconversion of solid food waste and agricultural by-products; however, its industrial implementation is limited by mass and temperature gradients across the solid bed. To address these challenges, this study evaluates a trickle-bed reactor configuration as a means to intensify SSF through the introduction of a trickling liquid phase. This study approaches a conceptual shift from solid-state to solid-substrate fermentation (SSuF) processes to produce sophorolipids, biosurfactants synthesised by Starmerella bombicola. The effect of glucose concentration and delivery method under SSuF conditions is assessed to explore its potential for process optimisation. A Box-Behnken design was employed to assess the effects of glucose concentration, trickling time, and trickling frequency on yeast growth and product yield in 0. 5 L bioreactors. Under optimised conditions (4. 2 g glucose, 300 mL recirculating volume, 24 min trickling, 24 cycles/day), viable cell counts increased by 45. 4 %. Different trickling operation modes were tested to assess the influence of trickling duration and timing on sophorolipid production under optimised conditions. Furthermore, the inclusion of yeast extract and urea in the trickling solution led to a 31. 2 % increase in sophorolipids production compared to solid-state fermentation controls. The SSuF approach enhances nutrient distribution and enables monitoring through liquid phase analysis - offering a scalable and robust strategy for microbial fermentation processes from low-cost solid feedstocks in line with circular bioeconomy objectives.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2023-146978OB-100 Agencia Estatal de Investigación PRE2021-097852
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Biosurfactant ; Glycolipids ; Solid State Fermentation ; Starmerella bombicola ; Trickling ; Yeast
Publicat a:	Journal of environmental chemical engineering, Vol. 13, Issue 6 (December 2025) , art. 119361, ISSN 2213-3437

DOI: 10.1016/j.jece.2025.119361

10 p, 2.7 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Enginyeries > Grup de Recerca en Compostatge (GICOM)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats