Novel approach to production of high-value biochemicals and simultaneous removal of emerging contaminants using waste biomass by biofilm reactors

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En 2009, le marché mondial des produits biochimiques fins dérivés de la fermentation était de 16 milliards de dollars et il devrait s'élever à 76,16 milliards de dollars d'ici 2016. La plupart de ces produits biochimiques ont été développés par fermentation en mode batch et fed-batch, ce qui engendre des coûts plus élevés que si la fermentation se faisait en mode de fonctionnement continu. Pour répondre à ces questions, des réacteurs à biofilm peuvent être utilisés pour traiter les déchets de la biomasse, comme les déchets municipaux et industriels. Ces déchets sont également chargés de contaminants émergents et nécessitent un suivi afin de vérifier que le produit développé n'est pas toxique. Le programme de recherche proposé peut être divisé en 3 objectifs principaux avec 6 sous-objectifs: A: le développement de biofilm fongique; a) le développement de réacteurs à biofilm fongiques stables, sous formes de lit fluidisé et de lit fixe, et b) l'étude de la physiologie du biofilm; B: La Bioproduction de produits biochimiques de plateformes: c) la production d'acide fumarique par Rhizopus oryzae, d) la production d'acide malique par Aspergillus flavus et; e) des études sur la reproductibilité de la production de ces composés biochimiques et l'analyse technico-économique du procédé; et C: Le devenir des contaminants émergents pendant et après la bioproduction: f) une étude sur le devenir de quatre différents contaminants émergents, à savoir, la sulfamethaxozole, la carbamazépine, le bisphénol A et le tonalide. Le développement des technologies de réacteur à biofilm pour les filières non conventionnelles du traitement de la biomasse provenant des déchets, renforcera nos connaissances sur la robustesse et l'utilisation de ces procédés de production de composés biochimiques. En outre, ce projet multidisciplinaire fournira des opportunités à la formation de personnes hautement qualifiées pour le Canada, à savoir, les étudiants des cycles supérieurs (M.Sc, Ph.D.) dans différentes disciplines de la microbiologie appliquée telles que le génie biochimique, la chimie analytique, la chimie de l'environnement , le traitement et l'élimination des eaux usées et la gestion des boues d'épuration.