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Keywords:

  • NADH fluorescence;
  • Clostridium acetobutylicum;
  • physiological state;
  • acetone-butanol fermentation

Abstract

The existing process kinetics model of the acetone-butanol fermentation was adjusted and adapted for the fed-batch mode of operation. The optimal sugar feeding strategy for maximum solvent production was determined from the model and implemented in an experiment where the fluorescent features of the culture were also determined. While the model predictions agreed with experimentally observed trends, the actual data did not compare well. The characterisation of the culture physiological state under dynamic growth conditions was attempted by utilizing on-line fluorescence measurements and the concept of stoichiometric metabolic pathway rates. This methodology served well in assessing the NADH related culture metabolic activity and the substrate consumption rate in the solventogenic phase.

Le modèle de cinétique des procédés existant pour la fermentation acétone-butanol a été adapté pour une alimentation discontinue. On a déterminé la stratégie d'alimentation en sucre optimale pour une production de solvant maximum à partir du modèle et on l'a appliquée dans une expérience, pour laquelle les caractéristiques de fluorescence de la culture ont également été déterminées. Tandis que les prédictions du modèle concordent bien avec les tendances observées expérimentalement, les données réelles se comparent mal. On a tenté de caractériser l'état physiologique de la culture dans des conditions de croissance dynamiques en utilisant des mesures de fluorescence directes et le concept des vitesses des trajectoires métaboliques stoechiométriques. Cette méthodologie est utile pour l'évaluation de l'activité métabolique des cultures associées au NADH et de la vitesse de consommation du substrat dans la phase solvantogène.