Développement d'un procédé intégré de production et d'extraction d'acide lactique par un bacille thermophile : études cinétiques, réalisation d'un réacteur à haute densité cellulaire et modélisation

Not availableL’objectif de ce travail était de développer un procédé intégré de production et d'extraction d'acide lactique. Dans une première partie, des études cinétiques ont été réalisées sur une souche atypique de Bacillus coagulans. Des cultures en mode discontinu et en continu ont été réalisées avec un réacteur de 2 litres parfaitement agité afin d'optimiser la composition du milieu de culture et, d'étudier les besoins nutritionnels de la souche bactérienne. Ces études avaient pour objet de décrire les effets des sources carbonées, azotées, des sels et des vitamines sur la souche. Des milieux de cultures ont spécialement été développés pour le réacteur à haute densité cellulaire. Dans une seconde partie, la microfiltration du milieu de fermentation a été étudiée et optimisée par le biais d'un plan d'expérience et de la méthode des surfaces de réponses. Ces travaux avaient pour objet de trouver les conditions optimales pour atteindre un flux de perméat le plus important possible à l'état stationnaire. C’est la membrane de faible porosité (0,2 micromètre) qui a donné les meilleurs résultats. Dans une troisième partie, un bioréacteur à membrane de 8 litres a été conçu et dimensionné. Premièrement, des fermentations ont été réalisées avec ce bioréacteur à haute densité cellulaire pour étudier et optimiser le taux de dilution et le taux de purge. De plus, une fermentation a été réalisée dans les conditions optimales et comparée avec les autres modes de culture. La productivité du procédé (45 g.L-¹ .h-¹) a considérablement été augmentée en comparaison avec le procédé discontinu (1,2 g.L-¹ .h-¹). La stabilité et la durabilité du procédé ont également été augmentées. Enfin, dans une dernière partie, un modèle basé sur la loi de Monod a été testé et validé pour la souche Bacillus coagulans lors de cultures discontinues, continues et continues avec recyclage cellulaire