Optimisation de la production de l'acide lactique par voie fermentaire- description du processus à l'aide de modèles structurés et non structurés

Abstract

Au cours de la fermentation lactique en discontinu ou en continu, la préculture se fait généralement à pH libre tandis que la culture se fait à pH régulé, et ce pour éviter une inhibition par l’acide formé. Dans ce travail, de nouveaux modèles mathématiques ont été développés pour décrire la croissance et la production d'acide lactique. Le modèle de Luedeking-Piret a été modifié en introduisant, d'une part, l'effet inhibiteur de l'acide lactique non dissocié dans le cas de la préculture. Pour la croissance, le modèle de Verlhust a été utilise dans ce travail. Le modèle développé décrit correctement les résultats expérimentaux jusqu'à la fin de la fermentation. D'autre part, afin de rendre compte d’une limitation nutritionnelle, ce qui est le cas lors de l’étape de culture (à pH régulé) un second modèle a été développé en introduisant la concentration résiduelle en substrat carboné. Pour éviter l'utilisation de ces deux modèles, deux modèles généralisés ont été développés qui tiennent compte à la fois de l'effet inhibiteur de l'acide lactique non dissocié et des limitations nutritionnelles. Ces modèles décrivent bien les résultats expérimentaux à pH libre et à pH régulé. Ces modèles ont été appliqués avec succès au cas d'un bioréacteur biétagé en continu.