Sensors and measurements in solid state fermentation: a review
Capteurs et mesures pour les fermentations en milieu solide : une revue
Résumé
Solid state fermentation (SSF), biofiltration and soil bioremediation are processes involving microorganisms grown on solid or semi-solid substrates or supports. Monitoring these processes requires the measurement of environmental parameters (temperature, pH, water content and activity) and the carbon cycle (biomass, substrate concentration, CO2). However, given the complexity and heterogeneity of the solid medium, these variables are not easily accessible and measurable. This paper reviews current on-line methods and innovative applications of methods with a potential to measure parameters in SSF. Direct measurements of temperature, pH, and water content are considered employing classical sensors, and indirect measurements of the biomass by respirometry or pressure drop (PD). More recent methods such as: aroma sensing, infrared spectrometry, artificial vision, and tomographic techniques (X-rays, Magnetic Resonance Imaging or MRI) are then exlored.
Les fermentations en milieu solide (SSF), la biofitration of la bioremédiation sont des procédés qui impliquent des micro-organismes se développant sur des milieux solides ou semi-solides. Afin de suivre ces procédés, des mesures sont nécessaire sur les paramètres environnementaux (température, pH, teneur en eau, activité de l'eau ) et sur le cycle du carbone (biomasse, concentration en substrat, CO2). Cependant, du fait de la complexité et de l'hétérogénéité des milieux solides, ces variables sont difficilement accessibles et mesurables. Cet article passe en revue les méthodes actuelles de mesures en-ligne et les méthodes innovantes ayant un potentiel pour des mesures sur des SSF. La température, le pH, la teneur en eau sont mesurées directement alors que la biomasse est approchée de manière indirecte par respirométrie ou mesure de chute de pression. Les méthodes plus récentes telles que les capteurs d'arômes, la spectrométrie infrarouge, la vision artificielle, et les techniques tomographiques (Rayons X ou imagerie en résonance magnétique) sont également explorées.