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Un bioréacteur est un équipement utilisé pour cultiver et maintenir des organismes (tels que des cellules, des tissus ou des micro-organismes) afin de réaliser des réactions biochimiques dans des conditions contrôlées. Il offre un environnement favorable, notamment une température appropriée, un pH adapté, une concentration en oxygène suffisante, des nutriments, etc., afin de favoriser et d’optimiser le déroulement des réactions biologiques.
Un bioréacteur se compose généralement d’une cuve et d’un système de commande. La cuve constitue un environnement fermé pouvant accueillir des organismes et des milieux de culture. Elle est généralement équipée d’un dispositif d’agitation afin d’assurer un mélange homogène du milieu de culture et des organismes, et de fournir un apport en oxygène. Le système de commande peut surveiller et ajuster divers paramètres du réacteur, tels que la température, le pH, le débit de gaz, etc., afin de garantir des conditions de croissance optimales et un rendement produit élevé.
Les bioréacteurs sont largement utilisés dans des domaines tels que le génie biologique, la médecine, les sciences alimentaires et les sciences de l’environnement. Ils peuvent servir à la production de protéines, d’antibiotiques, de produits de fermentation, de biocarburants et d’autres produits biologiques, ainsi qu’à la recherche en culture cellulaire et en ingénierie tissulaire.
Les types courants de bioréacteurs comprennent les réacteurs discontinus, les réacteurs à flux continu et les réacteurs de fermentation en phase gazeuse. Le choix du type de bioréacteur adapté à une application spécifique dépend du procédé réactionnel requis et des exigences du produit.
Points forts du produit :
Flexibilité :Les bioréacteurs peuvent être personnalisés et ajustés selon les exigences spécifiques de l’application. Ils peuvent s’adapter à différents types de réactions, tailles de volume, modes de fonctionnement et paramètres de commande, ce qui les rend adaptés à un large éventail de procédés de fabrication biologique.
Automatisation et contrôle précis :Le bioréacteur est équipé de systèmes d’automatisation avancés, permettant une surveillance en temps réel, l’enregistrement des données et le contrôle du processus. Ce contrôle précis garantit des conditions de réaction biologique optimales et une efficacité de production maximale.
Optimisation du procédé et évolutivité :En optimisant les paramètres de commande à l’intérieur du réacteur, le bioréacteur peut améliorer la qualité et le rendement du produit, tout en optimisant l’efficacité énergétique et l’utilisation des ressources. De plus, son évolutivité lui permet de répondre à différents besoins d’échelle, de la recherche et développement à la production commerciale.
Surveillance visuelle et maintenance :Le bioréacteur est conçu avec des parois transparentes ou des capteurs permettant d’observer et de surveiller le processus de réaction. Cette surveillance visuelle permet d’identifier rapidement les problèmes potentiels et de prendre les mesures de maintenance correspondantes, améliorant ainsi la stabilité et la fiabilité du réacteur.
Renforcement de la biosécurité :L’accent mis sur la biosécurité permet de prévenir efficacement la contamination et les infections croisées. La conception du réacteur tient compte des systèmes de refroidissement, des dispositifs de filtration et des technologies aseptiques afin de garantir un environnement de production de haute qualité.
Développement durable :Les bioréacteurs adoptent des procédés et des technologies écologiques et durables. Cela comprend l’utilisation d’énergies renouvelables, le recyclage des déchets et l’optimisation des méthodes de production afin de réduire les impacts environnementaux négatifs et d’atteindre des modèles de production durables.
Paramètres de performance du produit
Types de procédés
Fermentation microbienne, fermentation d’antibiotiques, fermentation d’acides nucléiques, fermentation enzymatique, fermentation de levures, fermentation de levains.
Types de fermentation
Fermentation oxydative, fermentation facultative, fermentation anaérobie.
Types de matières
Fermentation en phase liquide, fermentation en phase semi-liquide, fermentation solide.
Coefficient de remplissage
70~75%
Taux d’aération
1~2 vvm
Rapport hauteur/diamètre
2~2,5
Type de stérilisation du milieu de culture
Stérilisation réelle, stérilisation continue, stérilisation continue UHT, etc.
Types de cultures
Champignons, bactéries, actinomycètes.
Types d’expansion de culture
Fermentation à cuve unique ; fermentation à plusieurs étapes, fermentation à disque.
Série de cuves
10 L, 20 L, 30 L, 50 L, 100 L, 200 L, 300 L, 500 L, 1 m³, 2 m³, 3 m³, 5 m³, 10 m³, 20 m³, 30 m³, 50 m³, 80 m³, 100 m³, sur mesure.
Conception et fabrication conformes à la norme ASME pour équipements sanitaires, et également aux exigences relatives aux appareils à pression.
Traitement de surface intérieure
Polissage mécanique Ra<0,4 μm, puis traitement miroir.
Traitement de surface extérieure
Polissage mécanique Ra<0,6 μm, puis traitement mat.
Traitement sans angle mort
La ligne de soudure intérieure et la surface interne sont polies, les accessoires adoptent une soudure sur toute la longueur puis un polissage, et le tube de la bobine interne utilise une structure de suppression des contraintes.
Structure de fixation
Toutes les fixations utilisent des goujons avec double écrou borgne d’équilibrage, le matériau PTFE servant de joint d’étanchéité.
Joint mécanique
Utilisation d’un joint mécanique à bague fixe et bague mobile, avec plaque de collecte lavable et stérilisable, afin d’empêcher les débris d’usure de pénétrer dans la cuve ; type d’étanchéité : à sec ou à humide, simple face ou double étanchéité.
Types d’échange thermique
Double enveloppe complète, enveloppe à plots, enveloppe à demi-tube circulaire, serpentin interne, tubulure interne.
Types de mélange
Agitation turbine, agitation à large pale, agitation à palettes, agitation à déflecteurs, etc.
Motoréducteur
Réducteur hélicoïdal RF, réducteur hélicoïdal à arbres parallèles FAF, réducteur hélicoïdal à turbine SAF, moteur à variateur de fréquence à haut rendement à deux étages.
Système de tuyauterie
Tuyauterie de process
Elle adopte un tube sanitaire ASME poli à l’intérieur et à l’extérieur. Soudage automatique sous gaz argon, inspection par endoscope.
Vanne de fond de cuve à double membrane de type diaphragme à la sortie du produit, pour la stérilisation avant l’échantillonnage.
Stérilisation en ligne
Utilisation de vapeur propre et saturée, filtrée par un filtre en tige de titane de 0,5 μm.
Méthodes d’échantillonnage
Adoption d’une vanne d’échantillonnage aseptique à membrane, pour effectuer la stérilisation en ligne et prélever des échantillons aseptiques.
Méthodes d’inoculation
Type à anneau de flamme, type à pression différentielle.
Repiquage
Les tuyaux peuvent être stérilisés pendant tout le processus, avec thermomètre permettant de contrôler la stérilisation.
Repiquage
Pompe péristaltique, gobelet doseur, etc.
Système de repiquage de culture en plusieurs étapes
Distributeur de repiquage pour la répartition multitube
Combinaison repiquage, vanne à membrane.
Collecteurs de vannes de sous-cultivation, sous-cultivation, etc.
En résumé, les bioréacteurs sont un outil important qui peut fournir un environnement contrôlé, favoriser les réactions biologiques et promouvoir la production de produits ainsi que la recherche.
