预测建模和优化食品废弃物和废弃活性污泥共发酵中的乳酸回收,使用修改的ADM1方法
Xianbao Xu1, Bartosz Szeląg2, Wenjuan Zhang3
1Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland; State Environmental Protection Engineering Centre for Pollution Treatment and Control in Textile Industry, College of Environmental Science and Engineering, Donghua University, 2999 North Renmin Road, Shanghai 201620, China.
Bioresource technology
|September 4, 2025
概括
这项研究利用修改过的无氧消化模型,优化了食品废物和污泥中的乳酸 (LA) 恢复. 改进的模型准确地预测了LA产量,有助于可持续的废物管理和资源回收.
科学领域:
- 生物化学工程
- 环境科学
- 可持续的化学
背景情况:
- 食品废弃物和废弃活性污泥共发酵中的乳酸 (LA) 恢复正在朝着过程优化迈进.
- 现有的模型需要改进以准确模拟LA生成路径.
研究的目的:
- 扩展国际水协会无氧消化模型第1号 (ADM1) 用于模拟乳酸生产.
- 在各种操作条件下校准和验证修改后的模型.
- 确定关键的动力参数并分析它们的相互作用以优化LA回收.
主要方法:
- 将乳酸细菌介导的途径和调整后的固体测量纳入ADM1.
- 在GPS-X模拟平台上实施和校准LA修改的ADM1.
- 使用长期发酵和响应表面分析进行实验验证.
主要成果:
- 经过LA修改的ADM1与实验数据 (R2=0.800.94) 在测试温度和pH值之间显示出强烈的匹配.
- 确定了影响糖水解,乳酸摄取和产生的关键动力参数.
- 该模型在不同条件下成功预测了LA产量,并通过长期实验进行了验证.
结论:
- 开发的LA改性ADM1是优化有机废物中的乳酸回收的宝贵工具.
- 这项研究促进了可持续废物管理,资源回收和循环经济的原则.
- 未来的工作将集中在增加预测准确度的其他途径上.
