La productivité de la fermentation
Le terme le plus simple pour la productivité est la productivité volumétrique, appelée q. C'est la quantité de produit formé par temps et par volume.
Si l'on veut comparer le taux de production de deux microorganismes différents, il convient de prendre en compte le fait que le taux de croissance des deux organismes peut être différent. La productivité spécifique, appelée r, est la quantité de produit formé par temps par g de DW. Elle peut être calculée comme suit :
La productivité spécifique dépend à la fois du rendement (la quantité de produit formé par rapport à la biomasse) et de la vitesse de croissance des cellules (la quantité de biomasse générée). Elle est liée à la productivité volumétrique avec la concentration de biomasse.
La production volumétrique dépend de la concentration de biomasse. Dans la fermentation discontinue, la concentration de biomasse augmente, et la productivité n'est donc pas constante. Si l'on veut faire une estimation de la productivité volumétrique globale, elle est calculée comme la concentration maximale de produit divisée par le temps nécessaire pour atteindre cette concentration.
Il y a souvent un compromis entre la productivité et le rendement. Un meilleur rendement diminue le coût du processus (il faut moins de substrat pour former la même quantité de produit), mais une productivité plus élevée accélère la production et réduit la taille des unités de production. En règle générale, le rendement est plus important pour les produits de faible valeur (par exemple, les produits chimiques en vrac) et la productivité est plus importante pour les produits de grande valeur (par exemple, les produits pharmaceutiques).
Abréviations
x : concentration de biomasse produite
DW : poids sec, une mesure de la biomasse
Y : facteur de rendement
SR : concentration initiale de substrat
s : concentration résiduelle de substrat
p : concentration de produit
qp : taux spécifique de formation de produit (mg de produit g-1 de biomasse h-1)
Yxp : rendement de produit en matière de biomasse (g de produit g-1 de biomasse)