Introduction of nanofiltration in a production process of fermented organic acids

Nanofiltration in a production process of fermented organic acid

Investigation of nanofiltration as a purification step for lactic acid production processes based on conventional and bipolar electrodialysis operations

Nanofiltration was investigated for usability in a specific lactic acid production process based on conventional and bipolar electrodialysis operations. Industrial fluids, corresponding to two potential integration levels and coming from an existing installation, were investigated. The commercially available DK nanofiltration membrane was used and performances in terms of lactate/lactic acid recovery rate and purification efficiency are reported. Nanofiltration was able to efficiently remove magnesium and calcium ions from a sodium lactate fermentation broth before its concentration and conversion by electrodialysis (first potential integration level). Maximum impurities rejections and lactate recovery were obtained at maximum transmembrane pressures. Mg2+ and Ca2+ rejections were 64±7 and 72±7%, respectively and lactate recovery rate reached 25±2 molm−2 h−1 for P = 20 bar. Sulfate and phosphate ions were also partially removed from the broth (40% rejection). At the invert, chloride ions were negatively retained by the membrane and were consequently more concentrated in the permeate. Nanofiltration also led to a nearly total decolouration of the fermentation broth. On the other hand, sulfate and phosphate rejections obtained from the filtration of a converted broth containing the lactic acid under its neutral form (second potential integration level) were also satisfactory, i.e. 47±5 and 51±5%, respectively. High recovery rates were observed in that case, i.e. 48±2 molm−2 h−1 at 20 bar. It indicated that NF could also be used as final purification step in the process

Combining PCFG-LA models with dual decomposition: a case study with function labels and binarization

It has recently been shown that different NLP models can be effectively combined using dual decomposition. In this paper we demonstrate that PCFG-LA parsing models are suit- able for combination in this way. We experiment with the different models which result from alternative methods of extracting a gram- mar from a treebank (retaining or discarding function labels, left binarization versus right binarization) and achieve a labeled Parseval F-score of 92.4 on Wall Street Journal Section 23 – this represents an absolute improvement of 0.7 and an error reduction rate of 7% over a strong PCFG-LA product-model base- line. Although we experiment only with binarization and function labels in this study, there is much scope for applying this approach to other grammar extraction strategies

Nanofiltratio of glucose and sodium lactate solutions Variations of retention between single- and mixed-solute solutions

The aim of this work was to investigate NF as a purificatio step, i.e. sugar removal, in the production process of lactic acid from sodium lactate fermentation broth. Experiments were carried out with the Desal 5 DK membrane and solutions of increasing complexity, i.e. single-solute solutions of sodium lactate and glucose and mixed-solute solutions containing both solutes. Concentrations close to those of a fermentation broth were chosen. Experimental results were used to get the variations of the intrinsic retention versus the permeation flu in order to achieve comparisons without the interference of concentration polarization. Quite distinct retentions were obtained for glucose and sodium lactate in single-solute solutions so that the purificatio was expected to be feasible. However, it is pointed out that glucose retention is significantl lower in mixed-solute solutions, i.e. when sodium lactate is present. This decrease is such that the retentions of both solutes become comparable so that any purificatio is unachievable. Experiments were also performed with a salt of a different nature (mineral salt, NaCl). Again, it was found that the presence of NaCl tends to decrease glucose retention. Moreover, the phenomenon is shown to be related to the salt concentration in both cases, i.e. with sodium lactate and NaCl. Some possible explanations of this effect are provided in this paper. Further investigations are still in progress to improve the knowledge of the mechanisms involved

Le vieillissement chronologique de Schizosaccharomyces pombe : Implication des voies de détection du glucose

La première augmentation de la longévité en laboratoire fût observée à la suite d’une intervention nutritionnelle consistant en une réduction de l’apport alimentaire chez le rat. Plus tard, ce phénomène a été reproduit dans de très nombreuses espèces et référé en tant que restriction calorique. Le développement des techniques de biologie moléculaire moderne a permis de montrer dans des organismes modèles simples que cette flexibilité du processus de vieillissement était régulée par des facteurs génétiques. De fait, plusieurs mécanismes cellulaires ont alors pu être identifiés comme responsables de ce contrôle du vieillissement. Ces voies de régulation ont révélées être conservées entre les espèces, depuis les levures jusqu’aux organismes multicellulaires tels que le nématode, la mouche ou la souris, suggérant l’existence d’un programme universel de vieillissement dans le vivant. La levure s’est avéré à plusieurs reprises être un modèle puissant et fiable pour la découverte de gènes impliqués dans ce phénomène. Mon étude a consisté au développement d’un nouveau modèle unicellulaire d’étude du vieillissement à travers l’espèce Schizosaccharomyces pombe appelée aussi levure à fission. La première étape de mon travail a montré que les voies de détection des nutriments gouvernées par la sérine/thréonine protéine kinase A (Pka1) et la sérine/thréonine kinase Sck2 contrôlent le vieillissement chronologique de ces cellules comme il était connu dans la levure Saccharomyces cerevisiae. Ceci permit de valider l’utilisation de la levure à fission pour l’étude du vieillissement. Ensuite, nous avons analysé plus en détail l’effet pro-vieillissement du glucose en étudiant le rôle de sa détection par le récepteur membranaire Git3 couplé à la protéine G (Gpa2) en amont de la kinase Pka1. La perte du signal du glucose par la délétion de Git3 imite partiellement l’effet d’augmentation de longévité obtenu par baisse de la concentration en glucose dans le milieu. De plus, l’effet néfaste du signal du glucose est maintenu en absence de tout métabolisme du glucose suite à la mutation des hexokinases, premières enzymes de la glycolyse. L’ensemble de ces résultats suggèrent que la signalisation du glucose est prédominante sur son métabolisme pour son effet pro-vieillissement. D’autre part, à la fois la suppression de cette signalisation et la baisse de niveau de glucose disponible allongent la durée de vie en corrélation avec une augmentation de la résistance au stress, une hausse d’activité mitochondriale et une baisse de production de radicaux libres. Finalement, le criblage d’une banque de surexpression d’ADNc a permis d’identifier plusieurs gènes candidats responsables de ces effets en aval de la voie de signalisation Git3/PKA. La recherche sur les mécanismes moléculaires du vieillissement propose une nouvelle approche, un nouvel angle de vue, pour la compréhension des fonctions cellulaires et promet d’apporter de précieuses clefs pour mieux comprendre certaines maladies. En effet, le vieillissement est la première cause d’apparition de nombreuses affections comme les cancers, les maladies cardiovasculaires et métaboliques ou les maladies neurodégénératives tels que les syndromes d’Alzheimer et de Parkinson.The first increase in life span due to man’s intervention was obtained with rats subjected to a diet reduced in calorie intake. Later, this phenomenon was repeated with many other species and referred as diet restriction or calorie restriction. The development of modern Molecular Biology approaches and the use of simple model organisms demonstrated that the rate of aging was regulated by genetic traits. Indeed, several cellular mechanisms were identified as responsible for the control of aging. These regulatory pathways appear to be conserved throughout species, from yeast to multicellular organisms like nematode, fly and mice, thus suggesting the existence of a universal program of aging. Yeast proved several times to be a powerful and reliable model for discovering genes involved in the regulation of aging. My study consisted in developing Schizosaccharomyces pombe (also called fission yeast) as a new unicellular model to study aging. The first step of my work was to show that pathways of nutrient detection through kinases involving Pka1 and Sck2 control chronological aging in S. pombe, as it was previously demonstrated in Saccharomyces cerevisiae. This first work validated the use of fission yeast for the study of aging. Subsequently, we analysed in more detail the pro-aging effect of glucose focusing on the role of its signalling through the G-protein Gpa2-coupled membrane receptor Git3, which acts upstream of Pka1. The loss of the glucose signal due to deletion of Git3 mimics partially the effect of increasing longevity by reducing glucose in the medium. Moreover, detrimental effects of glucose signal are maintained in absence of sugar metabolism following loss of hexokinases, the first enzymes of glycolysis. Together, these results suggest that the pro-aging effects of glucose signalling are predominant over those due to metabolism of this sugar. Moreover, both obliteration of this signalling pathway and decrease of glucose availability extend life span, and correlate with an increase in stress resistance, in mitochondrial activity and a lower production of free radicals. Finally, screening a cDNA-overexpression library allowed us to identify several genes candidates responsible for the effects on longevity downstream of Git3/Pka1. Research in the molecular mechanisms of aging propose holds the promise to bring precious clues as to this mysterious processes affecting all living creatures, and paves the way to unravel the underlying causes of many human diseases. Indeed, aging is the first cause of numerous late-onset pathologies including cancers, cardiovascular diseases or neurodegenerative diseases like Alzheimer and Parkinson syndromes

Développement d’une plateforme de caractérisation rapide pour les qubits de spin

L'initialisation de qubits de spin est complexe en raison de la variabilité dans la fabrication des boîtes quantiques et du grand nombre de grilles électrostatiques à ajuster avec précision. Ainsi, la mesure de nombreux diagrammes de stabilité est nécessaire pour connaître les tensions à utiliser pour créer une boîte quantique et aussi connaître le nombre d'électrons présents à l'intérieur de cette dernière. Puisque la mesure d'un diagramme de stabilité est généralement longue, il s'agit d'un facteur limitant dans l'initialisation de qubits de spin. Ainsi, une plateforme de caractérisation pour qubits de spin est présentée ici dans le but d’accélérer l’initialisation des qubits de spin. Cette plateforme est totalement modulaire pour permettre le développement de futurs processeurs quantiques avec un grand nombre de qubits et composée d’instruments de haute performance. À l’aide de celle-ci, la mesure d’un diagramme de stabilité a pu être faite jusqu’à 1000 fois plus rapidement comparée à la même mesure faite avec un instrument de laboratoire standard. Ce gain en vitesse permet également de faire des mesures en temps réel et, avec l’utilisation de grilles virtuelles, constitue une étape importante vers l’initialisation automatique des qubits de spin