Présentation
Auteur(s)
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Maurice NONUS : Ingénieur de rechercheUniversité de Technologie de Compiègne
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Patrice COGNART : ROBIN Industries
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Françoise KERGOAT : BSL Industries
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Jean-Michel LEBEAULT : ProfesseurUniversité de Technologie de Compiègne
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Lire l’articleINTRODUCTION
Sans même connaître l’existence de micro-organismes, les Égyptiens, en 4 000 avant Jésus-Christ, utilisaient les levures pour fabriquer du pain et des breuvages alcoolisés. Sans asepsie mais avec un sens développé de l’observation, des savoir-faire ont été perpétués et améliorés au cours des siècles. Ce n’est qu’au XIX e siècle qu’a vraiment démarré la mise en valeur des propriétés des micro-organismes à des fins utilitaires. Au progrès des connaissances s’est ajoutée la nécessité de satisfaire des besoins d’hygiène, de santé et d’alimentation qui ont permis l’essor des procédés de fermentation et le développement de technologies appropriées aux cultures microbiennes massives : les fermenteurs. L’homme maîtrise aujourd’hui les cultures de bactéries, levures, champignons, de cellules animales, végétales et d’insectes, de virus et bactériophages.
Compte tenu de cette diversité, des caractéristiques spécifiques de chaque classe d’organismes et des particularités d’espèces, de très nombreux réacteurs de laboratoire ont été décrits. Nous abordons dans cet article la conception des fermenteurs industriels les plus utilisés et principalement dédiés aux cultures de bactéries, levures et champignons.
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Généralités4. Réalisation
Nous nous intéressons aux fermenteurs industriels, de 5 à 500 m3, qui représentent la grande majorité des fermenteurs de production. Nous ne traiterons pas les productions à très haute valeur ajoutée (cultures cellulaires animales ou végétales par exemple), qui utilisent des équipements de faible volume, parfois en verre, et qui ne suivent pas les mêmes règles de conception.
4.1 Aspect stérilité
Le choix des matériaux, l’état de surface et les annexes et leur assemblage font l’objet de soins attentifs.
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Le choix du matériau incombe à l’utilisateur final qui peut en référer aux aciéristes pour la validation de la nuance retenue.
La mise en œuvre de ces matériaux dans le respect des codes et des divers critères de la fermentation (cf. § 3) est de la responsabilité du constructeur.
D’une manière générale l’emploi des aciers austénitiques est systématique. Les nuances utilisées sont les suivantes :
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Inox type 304 L : Z 3 CN 18-10 selon la norme française NF A 36-209 pour les tôles soumises à pression ;
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Inox type 316 L : Z 3 CND 17-11-02 selon la norme française NF A 36-209 pour les tôles soumises à pression.
Le choix des nuances tient essentiellement à leur tenue à la corrosion par les chlorures (Cl−) :
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parfois le type 304 L, qui n’a pas de propriété de tenue à la corrosion particulière, est suffisant et est utilisé pour tous les éléments constitutifs du fermenteur ;
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la configuration la plus courante est la suivante : toutes les parties en contact avec le produit sont du type 316 L ; la double enveloppe et les attachements extérieurs sont du type 304 L ;
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il existe des fermentations pour lesquelles le type 316 L s’avère insuffisant en regard de la concentration en chlorures ; les nuances adéquates ne sont plus...
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