Organic Acid and Solvent Production: Propionic and Butyric Acids and Ethanol
Both propionic acid and butyric acid together with their acid salts are incorporated into a large number of commercial products. These include food additives and flavors, preservatives, cellulose-based plastics, drug formulations, and fragrances. In the f
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Propionic Acid and Butyric Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Scientific Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Propionic Acid Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Butyric Acid Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Commercial Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Major Uses of Propionic and Butyric Acids . . . . . . . . . 141 Market Size and Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Processes for Production of Propionic and Butyric Acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Research and Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Improvement of Bacterial Strains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 New Process Technologies: Propionic Acid Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 New Process Technologies: Butyric Acid Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Propionic and Butyric Acid Production by Fermentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Ethanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Scientific Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Physicochemical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Ethanol-Producing Microorganisms . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Mesophilic Ethanol-Producing Bacteria . . . . . . . . . . . . 150 Thermophilic Ethanol-Producing Bacteria . . . . . . . . . 152 Enzymology of Ethanol Formation . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Pyruvate Decarboxylase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 CoA-Acylating Aldehyde Dehydrogenase . . . . . . . . . . . 153 Alcohol Dehydrogenase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Toxicity of Ethanol to Microbial Cells . . . . . . . . . . . . . . 155 Metabolic Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Z. mobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Enteric Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Other Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Commercial Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Commercial Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Nonfuel Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Fuel Ethanol . . .
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