Modélisation, simulation dynamique et optimisation d'un procédé de fermentation éthanolique basé sur un bioréacteur à membrane : Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Stylianos Papastratos
• Direction : Dominique Depeyre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie appliquée et génie des procédés
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saccharomyces cerevisiae

Cinétique chimique

Fermentation

Résumé

L'objectif de cette thèse est de démontrer aux biologistes que la simulation des procédés peut être un moyen pour l'aide à la conception et à la conduite des procédés de fermentation. La thèse explique et montre les étapes nécessaires et la façon dont ces étapes doivent être implantées pour aboutir à des solutions réalistes concernant un procédé de fermentation éthanolique basé sur la levure saccharomyces Cerevisiae. La modélisation couplée à une validation expérimentale rigoureuse constitue l'étape fondamentale pour toute étude d'optimisation quantitative. Une bonne formulation mathématique couplée à une maitrise au niveau physique du problème et à l'utilisation de méthodes d'analyse numériques performantes disponibles sous une forme intelligente et conviviale peut donner des solutions à des problèmes réels industriels. Le domaine de validité de plusieurs modèles cinétiques a été examiné. Nous proposons un nouveau modèle cinétique basé sur le modèle de Sonnleitner qui inclut de nouvelles variables différentielles, pour tenir compte du passage progressif entre les différentes voies métaboliques. Une méthodologie concernant l'optimisation statique d'un procédé continu mono-étage et bi-étage avec recyclage de cellules a été élaborée. Nous proposons aussi un algorithme pour la réalisation d'une optimisation dynamique concernant une fermentation discontinue