Colloque

Modélisation de la fermentation continue du perméat de lactosérum avec des bactéries lactiques immobilisées dans des billes de gel

Aldo Schepers

Christophe Lacroix

Membre a labase

Aldo Schepers

Résumé du colloque

Le perméat de lactosérum (PLS) est un sous-produit de la fabrication fromagère. Une façon intéressante de valoriser le PLS est son utilisation comme milieu de fermentation. Un procédé de production continue d’acide lactique à partir de PLS supplémenté avec de l’extrait de levure (EL) à l’aide de Lactobacillus helveticus immobilisé dans des billes de gel a été mis au point précédemment (Norton, S., Thèse Université LAVAL, 1992). Lorsque des billes de gel avec des bactéries sont cultivés, il se forme un gradient de biomasse à l’intérieur des billes, suite à des limitations de transfert de substrats ou de produits. Lors de cet étude nous avons développé un modèle mathématique qui décrit l’activité locale, la croissance et le relargage des bactéries dans un procédé continu à 2 étages avec Lactobacillus helveticus immobilisé dans des billes de gel. Le modèle permettra d’améliorer la compréhension du comportement dynamique du système et l’optimisation du procédé à l’aide de simulations. Le modèle combine un modèle physiologique et un modèle de transfert de matière. Le modèle physiologique a été validé indépendamment avec des cultures discontinues en cellules libres. Le modèle physiologique est intégré dans un système d’équations de diffusion pour ainsi obtenir un modèle des cellules immobilisées. Des expériences de culture continue avec 2 étages de fermentation ont été effectuées afin de vérifier le modèle. On a obtenu une bonne productivité (~20 g/l.h) avec un faible taux de sucre résiduel (2-3 g/l) dans les conditions d’opération suivantes: D=0.5 h-1; PLS=60 g/l (poids sec); EL= 10 g/l; pH 5.5. Le modèle prédit bien les tendances qualitatives des concentrations de substrat et de produit et les profils de biomasse sont en accord avec les résultats expérimentaux. Selon les simulations, les gradients de pH et d’acide lactique non-dissocié à l’intérieur de la bille sont les facteurs limitants du système.

Contexte

Section :

Technologie et génie alimentaire

Thème du colloque :

Technologie et génie alimentaire

Hôte : Université Laval

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Titre du colloque :

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