Productions en bioréacteur en milieu liquide : Données concernant les paramètres d’état de croissance, de consommation des substrats et de production des produits.


3.1 Vitesse de consommation et vitesse spécifique de consommation d’un substrat S

• La vitesse de consommation d’un substrat S à l’instant t est :

bilan_parametres_xsp_img12 (1K) (en utilisant la notation mathématique différentielle)

rS s’exprime en « concentration de S . temps-1 » (par exemple en g.L-1.h-1).

Pour estimer rS aux différents temps analysés d'une culture, on utilise souvent le calcul approché :
bilan_parametres_xsp_img12bis (34K)

 

• La vitesse spécifique de consommation de S à l’instant t est :

bilan_parametres_xsp_img13 (1K)

QS s’exprime en « quantité de S . quantité de biomasse-1 . temps-1 » (par exemple en g de S par g de biomasse par heure).

QS dépend évidemment ddes conditions physiologiques à savoir phase exponentielle ou phase stationnaire ou ...

 



3.2 rendements de conversion (Y:yield)

• Rendement de conversion d'un substrat S en biomasse X (rendement de croissance)

Appelons YX/S le rendement instantané de conversion de S en X (rendement instantané de croissance X/S) :

bilan_parametres_xsp_img12ter (6K)

bilan_parametres_xsp_img16 (2K)

YX/S s'exprime en « quantité de X formé par quantité de S consommé » (par exemple en g de biomasse par g de S).

YX/S dépend a priori des conditions physiologiques à un instant t de la culture. Ainsi, si S est la source de carbone et d'énergie d'un milieu (du glucose par exemple), YX/S plus élevé en phase exponentielle (S est utilisé comme source de carbone et d'énergie pour la croissance et la maintenance) qu'en phase de ralentissement proche de la phase stationnaire (S est utilisé comme source de carbone et d'énergie pour une maintenance "rallongée" accompagnée de peu d'utilisation vers la croissance). Etc.

 

• Appelons RX/S le rendement global de conversion de S en X (rendement global de croissance X/S) :

bilan_parametres_xsp_img18 (12K)

RX/S s'exprime en « quantité de X formé par quantité de S consommé » (par exemple en g de biomasse par g de S).


• Rendement de conversion d'un substrat S en produit P

Appelons YP/S le rendement instantané de conversion de S en P :

bilan_parametres_xsp_img17bis (6K)

bilan_parametres_xsp_img20 (2K)

YP/S s'exprime en « quantité de P formé par quantité de S consommé » (par exemple en g de P par g de S).

YP/S dépend des conditions physiologiques à l'instant t. Ainsi pour une fermentation alcoolique sur substrat glucose, YP/S sera plus important en phase stationnaire (les levures sont en simple maintenance et la quasitotalité du glucose est fermenté pour l'énergie de maintenance, le besoin en glucose source de C est très faible pour le seul "turn-over") qu'en phase de croissance exponentielle (le glucose est source d'énergie - l'aspect production d'éthanol - mais aussi source de carbone pour la croissance en biomasse !).

 

• Appelons RP/S le rendement global de conversion de S en P :

bilan_parametres_xsp_img21 (12K)

RP/S s'exprime en « quantité de P formé par quantité de S consommé » (par exemple en g de P par g de S).

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