Systèmes d'agriculture cellulaire – Traitement en amont
Le bioréacteur est le cœur de tout processus d'agriculture cellulaire. C'est là que les matières premières initiales sont transformées en produits de qualité. Les bioréacteurs doivent disposer de systèmes permettant de contrôler des paramètres tels que la température, le pH, l'oxygène et la stérilité afin de faciliter la croissance des micro-organismes. Comme chaque micro-organisme favorise ses propres conditions spécifiques, la conception du bioréacteur doit être adaptée aux micro-organismes utilisés dans le processus afin de maximiser le rendement et la qualité du produit.
Alfa Laval possède une longue expérience dans la conception de bioréacteurs et peut fournir des bioréacteurs sur mesure pour tous les types de processus et d'applications de fermentation, quel que soit le type de micro-organisme utilisé.
Nous pouvons fournir les fermenteurs de semences et les fermenteurs primaires avec les éléments nécessaires :
- Agitation – Le contenu du bioréacteur doit être bien mélangé à tout moment pour assurer la distribution homogène des nutriments et du gaz à chaque cellule dans le bioréacteur. De plus, l'agitation est nécessaire pour s'assurer qu'il n'y a pas de poches avec des températures ou des valeurs de pH trop élevées ou trop basses. La création d'une agitation optimale est une tâche de conception critique, mais il faut en parallèle s'assurer que la contrainte de cisaillement sur les cellules n'est pas excessive.
- Alimentation en gaz – Qu'il s'agisse d'oxygène ou d'un autre gaz, il est crucial de concevoir des systèmes d'injection qui assurent un transfert optimal du gaz des bulles vers le milieu de culture, le rendant ainsi accessible aux micro-organismes. Il est également important de filtrer les gaz entrants pour garantir la stérilité.
- Inoculation – Toute bioréaction (fermentation) commence par l'inoculation. Il s'agit du processus d'introduction d'une préculture avec des cellules provenant d'un fermenteur d'ensemencement ou d'un flacon d'agitation. Le maintien de conditions stériles pendant le processus d'inoculation est crucial, car s'il n'est pas respecté, le lot de fermentation complet sera perdu.
- Ajout de nutriments – Il existe de nombreuses bioréactions où des nutriments supplémentaires sont ajoutés au milieu de fermentation initial pendant le processus de fermentation. Cela permet d'obtenir des réactions plus durables, mais il convient de s'assurer que les nutriments introduits sont stériles. C'est pourquoi le bioréacteur doit être conçu avec des systèmes de stérilisation appropriés, utilisant des filtres stériles ou la chaleur, afin de veiller à ce que les nutriments n'introduisent pas de cellules étrangères.
- Stérilisation – Avant de commencer la bioréaction, le bioréacteur doit être soigneusement stérilisé. Ce processus se déroule généralement en injectant de la vapeur dans le bioréacteur et en maintenant une température élevée pendant un certain temps.
- Échantillonnage – Même une opération aussi banale que le prélèvement d'échantillons nécessite une attention particulière, car cela peut introduire dans la culture des cellules étrangères susceptibles de contaminer l'ensemble du lot. Le bioréacteur doit donc être conçu avec des systèmes d'échantillonnage appropriés qui permettent aux opérateurs de prélever des échantillons sans risque de contaminer la culture.
- Traitement des gaz d'échappement – Les gaz injectés qui ne sont pas absorbés doivent être expulsés du bioréacteur pour éviter que la pression ne s'accumule. Le système d'évacuation doit être équipé de filtres qui permettent à l'excès de gaz de sortir, tout en maintenant la stérilité.
- Contrôle de la température – Les micro-organismes produisent de la chaleur en se développant, et l'excès de chaleur est généralement éliminé en faisant circuler de l'eau de refroidissement dans une enveloppe autour du bioréacteur afin de maintenir une température optimale.
Tous les fermenteurs Alfa Laval sont conformes aux normes d'hygiène les plus strictes afin de garantir la réussite du processus de fermentation/bioreaction.
