Bilan énergétique
Le bilan énergétique d'une croissance microbienne aérobie se schématise de la manière suivante :
La chaleur produite durant la croissance microbienne (ΔHR) peut être calculée en utilisant la chaleur de combustion du substrat (ΔHS) et celle du matériel cellulaire (ΔHC). La chaleur de combustion du substrat rapportée à la quantité de biomasse produite \(\frac{ΔH_S}{Y_{X/S}}\)(en kcal/g de cellules) est la somme de la chaleur de réaction ΔHR(en kcal/g de cellules) et de la chaleur de combustion du matériel cellulaire ΔHC(en kcal/g de cellules) :\[\frac{ΔH_S}{Y_{X/S}}=ΔH_R+ΔH_C\] On en déduira l'expression de la chaleur de réaction suivante :\[\ ΔH_R=\frac{ΔH_S}{Y_{X/S}}-ΔH_C\].
Plus un substrat est réduit, plus \(ΔH_S\) sera grand et donc plus la chaleur de réaction sera importante. En effet, le transfert d'électron produit de la chaleur. L'oxygène étant l'accepteur terminal d'électron pendant la respiration, on a 104 à 124 kcal/mole d'O2 consommée.
Plus le rendement \(Y_{X/S}\)augmente, plus la chaleur de réaction diminue.