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Modes d’opération des bioréacteurs A. Garnier GCH-2103 A-2010.

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1 Modes d’opération des bioréacteurs A. Garnier GCH-2103 A-2010

2 Mode d’opération  Système fermé: cuvée (batch) •Aucune entrée ou sortie •Régime transitoire •dX/dt = r X, dS/dt = r S •À t = 0, X = X 0, S = S 0

3 Cuvée alimentée (Fed-batch) •Alimentation seulement •Régime transitoire •À t = 0, V= V 0, X= X 0, S= S 0 •F sera contrôlé de manière à maintenir S constant, S=S 0 =S c •Si S est constant,  le sera aussi,  =  c F(t), S in V, X, S

4 Chemostat (continu, CSTR) F, S in V, X, S, P F, S, X, P •Une entrée, une sortie •Mélange idéal: X out = X, S out = S, P out = P •Après une période initiale d’adaptation, ce système atteindra un régime permanent: V= cst, X= cst, S= cst, P= cst

5 Chemostat avec recirculation F F(1+w) V, X Bioréacteur Décanteur F(1+w) wF, X x F c, X c F ex, X x •Permet de concentrer les cellules dans le bioréacteur •Permet de repousser le lavage •Développement pour X seulement

6 Cuvée alimentée (Fed-batch) •Alimentation seulement •Régime transitoire •À t = 0, V= V 0, X= X 0, S= S 0 •F sera contrôlé de manière à maintenir S constant, S=S 0 =S c •Si S est constant,  le sera aussi,  =  c F(t), S in V, X, S

7 Cuvée alimentée (Fed-batch)  3 bilans seront nécessaires pour obtenir un modèle de ce système: F ….

8 Cuvée alimentée (Fed-batch)

9 F0

10

11 Chemostat (continu, CSTR)  En résumé: Où D*P = productivité cellulaire! D lavage =  max *S in /(K s +S in ) S in

12 Chemostat (continu, CSTR)  Productivité cellulaire: – D ((L/min) / L de culture) * X (g de cellule/L)= Productivité (g de cellules/(min*L de culture)  Productivité en produit: –

13 Chemostat –effet de la maintenance  Bilan X:  = D  inchangé  Cinétique: inchangée  Bilan S:

14 Chemostat –effet de la maintenance

15 Chemostat –effet de la mortalité  Bilan X:  Cinétique:  Bilan S:

16 Chemostat –effet de la mortalité + =

17 Chemostat avec recirculation F F(1+w) V, X Bioréacteur Décanteur F(1+w) wF, X x F c, X c F ex, X x •Permet de concentrer les cellules dans le bioréacteur •Permet de repousser le lavage •Développement pour X seulement

18 Chemostat avec recirculation  Bilan sur les cellules du bioréacteur:

19 Chemostat avec recirculation  Bilan sur les cellules dans le séparateur: 0

20 Chemostat avec recirculation


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