Développement d'un procédé pour la production d'acide citrique par fermentation en milieu solide à partir de résidus de l'agro-industrie du manioc

Development of a process for the production of citric acid by fermentation in a solid medium from residues of the cassava agro-industry

• Auteur / Autrice : Luciana Porto de Souza Vandenberghe
• Direction : Jean-Michel Lebeault, Carlos Ricardo Soccol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets industriels

Industries agroalimentaires

Amylases

Gélatine

Respirométrie

Aspergillus niger

Enzymes

Hydrolyse

Bagasse

Manioc

Fermentation en milieu solide

Citrique, Acide

Résumé

La bagasse manioc (BM), résidu issu du traitement industriel des tubercules de manioc, représente un grave problème d'environnement pour le Brésil. Ce travail vise son recyclage pour la production d'acide citrique (AC) en fermentation en milieu solide (FMS) par le champignon Aspergillus niger. Une souche d'A. Niger, la NRRL 2001 a été sélectionnée pour sa capacité d'adaptation aux milieux de culture à base de glucose et d'amidon et à produire de l'AC en concentrations élevées. A titre de comparaison, deux techniques de fermentation ont été étudiées : 1 fermentation liquide (FL) et la FMS. En FL, un prétraitement enzymatique de la BM a été réalisé afin de libérer des sucres fermentescibles. L’hydrolysat de manioc obtenu a été employé en FL. Toutefois, la productivité en AC a été faible atteignant 1. 39 g/kg BMS/h. Ce qui a conduit à l'étude en FMS. Un prétraitement thermique (gélatinisation) de l'amidon de la BM a été nécessaire, L'optimisation des facteurs du traitement (eau ajoutée, température, durée) a conduit à une amélioration des conditions de la FMS. Après cette étude, la production d'AC a été de 121. 9 g4 BMS contre seulement 21. 5 avec la BM crue. L'optimisation des facteurs physiques et chimiques de la FMS a été déterminante pour atteindre des rendements élevés en C. La source d'azote, rapport carbone sur azote (C1N) et la composition de la solution nutritive ajout à la BM ont été définies. Avec un rapport CIN de 110 la production d'AC a atteint U7. 7 g4, ce qui représente un rendement de 81% et un gain de 1500% par rapport à la valeur initiale. La limitation de la croissance est le facteur le plus important pour favoriser la production d'AC. Une étude de l'influence de l'aération forcée a montré que de forts débits d'air provoquent une croissance et une sporulation excessive de l'A. Niger. Le contrôle du métabolisme pour une faible croissance a été possible grâce des faibles taux d'aération et au retardement du démarrage de l'aération en 20 heures.