Bibliographie & annexes
Présentation
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Auteur(s)
-
Jean-Pierre RIBA : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT) - École Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Génie Chimique (ENSIGC)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les procédés de préparation de plusieurs produits alimentaires de grande consommation comportent au moins une étape mettant en jeu des micro-organismes ou des enzymes :
-
lorsque cette étape fait appel à des micro-organismes qui se développent en consommant une partie d’un réactif appelé substrat et en transformant l’autre en divers produits, le réacteur employé est un fermenteur ;
-
si cette étape est une réaction biochimique catalysée par des enzymes transformant un substrat en produit, elle est réalisée dans un réacteur enzymatique.
Il est courant de faire une distinction entre fermenteurs et réacteurs enzymatiques, car les premiers mettent en jeu de la matière vivante et doivent souvent fonctionner en conditions stériles.
Les technologies de construction de ces deux types de réacteurs sont donc différentes ; en effet, les fermenteurs nécessitent l’emploi de matériaux résistant à la stérilisation par la chaleur et doivent être absolument étanches.
Cette distinction technologique masque, cependant, la similitude des phénomènes mis en jeu dans les réacteurs enzymatiques et les fermenteurs.
L’objectif de cet article est de présenter, d’un point de vue général, les différents types de fermenteurs et de réacteurs enzymatiques, leurs principes de conception et leurs modes d’utilisation.
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Généralités
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4. Exemples
4.1 Réacteur enzymatique
La glucose isomérase, immobilisée sur support solide, est utilisée industriellement pour produire des sirops de glucose enrichis en fructose. La réaction d’isomérisation du glucose en fructose est équilibrée, et la constante d’équilibre, qui varie peu avec la température, est voisine de 1.
On se propose de concevoir une unité permettant d’isomériser 45 % du glucose d’un sirop de glucose de concentration 2 800 mol/m3. La valeur de conversion choisie représente 90 % du maximum permis par l’équilibre. La production souhaitée est de 20 m3/h.
HAUT DE PAGE
Cette réaction d’isomérisation par enzyme immobilisée a été étudiée par Illanes et coll. [7] et par Chen et Wu ([8] et [9]). La vitesse de la réaction augmente avec la température, mais la stabilité de l’enzyme diminue avec ce paramètre. La température optimale est voisine de 60 oC, c’est cette valeur que nous choisirons. Pour cette température, la constante d’équilibre vaut 1.
D’autre part, la cinétique de cette réaction équilibrée suit la loi de Michaelis et Menten [relation [24]) :
sous réserve de prendre comme concentration en substrat [S] la différence :
[S] = [G] − [Ge]où [G] représente la concentration en glucose de la solution et [Ge] la concentration en glucose à l’équilibre.
À 60 oC, les paramètres intrinsèques de la loi cinétique sont :
(kg de biocatalyseur) ;
Km...
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Exemples
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VAN’T RIET (K.) - Mass Transfer in Fermentation. - Trends in biotechnology 1, 4, 113, 1983.
-
(2) - AKITA (K.), YOSHIDA (F.) - Gas Holdup and Volumetric Mass Transfer in Bubble Columns. - Ind. Eng. Chem. Des. Dev. 12, 76, 1973.
-
(3) - SCHUMPE (A.), DECKWER (W.D.) - Viscous Media in Tower Bioreactors : Hydro-dynamic Characteristics and Mass Transfer Properties. - Bioprocess Eng. 2, 79, 1987.
-
(4) - CHUNG (S.F.), WEN (C.Y.) - Longitudinal Dispersion of Liquid Flowing Through Fixed and Fluidized Beds. - AIChE Journal 14, 6, 857, 1968.
-
(5) - DWIVEDI (P.N.), UPADHYAY (S.N.) - Particle-Fluide Mass Transfer in Fixed and Fluidized Beds. - Ind. Eng. Chem. Des. Dev. 16, 2, 157, 1977.
-
(6) - HAN (K.), LEVENSPIEL (O.) - Extended Monod Kinetics for Substrate, Product and Cell Inhibition. - Biotechnol. Bioeng. 32, 430, 1988.
- ...
ANNEXES
MASSÉ (A.) - Contribution à la mise en place d'un réacteur enzymatique à membrane travaillant en milieu supercritique. - Université des sciences et techniques du Languedoc (2001)
D'ALVISE (N.) - Mise au point d'un procédé d'hydrolyse de protéines de luzerne (Medicago Sativa Var. Europe) dans un réacteur enzymatique à membrane à l'échelle pilote. - Lille 1 (2000)
HAUT DE PAGE
Liste non exhaustive
HAUT DE PAGE2.1 Liste non exhaustive de constructeurs de bioréacteurs
Pierre Guérin : http://www.pierreguerin.fr
LSL Biolafitte S.A. : rachetée par Pierre Guérin : http://www.pierreguerin.fr
Goavec Engineering S.A. : http://www.goavec.com
Société Nouvelle de Constructions Soudées du Coteau SNCSC
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