Modes d’opération des bioréacteurs A. Garnier GCH-2103 A-2010
Mode d’opération Système fermé: cuvée (batch) Aucune entrée ou sortie Régime transitoire dX/dt = rX, dS/dt = rS À t = 0, X = X0, S = S0
Cuvée alimentée (Fed-batch) F(t), Sin Alimentation seulement Régime transitoire À t = 0, V= V0, X= X0, S= S0 F sera contrôlé de manière à maintenir S constant, S=S0=Sc Si S est constant, m le sera aussi, m= mc V, X, S
Chemostat (continu, CSTR) F, Sin Une entrée, une sortie Mélange idéal: Xout = X, Sout = S, Pout = P Après une période initiale d’adaptation, ce système atteindra un régime permanent: V= cst, X= cst, S= cst, P= cst F, S, X, P V, X, S, P
Chemostat avec recirculation Permet de concentrer les cellules dans le bioréacteur Permet de repousser le lavage Développement pour X seulement F F(1+w) F(1+w) Fc, Xc Fex, Xx V, X wF, Xx Bioréacteur Décanteur
Cuvée alimentée (Fed-batch) F(t), Sin Alimentation seulement Régime transitoire À t = 0, V= V0, X= X0, S= S0 F sera contrôlé de manière à maintenir S constant, S=S0=Sc Si S est constant, m le sera aussi, m= mc V, X, S
Cuvée alimentée (Fed-batch) 3 bilans seront nécessaires pour obtenir un modèle de ce système: F ….
Cuvée alimentée (Fed-batch)
Cuvée alimentée (Fed-batch) F
Cuvée alimentée (Fed-batch)
Chemostat (continu, CSTR) En résumé: Sin Dlavage=umax*Sin/(Ks+Sin) Où D*P = productivité cellulaire!
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:
Chemostat –effet de la maintenance Bilan X: m = D inchangé Cinétique: inchangée Bilan S:
Chemostat –effet de la maintenance
Chemostat –effet de la mortalité Bilan X: Cinétique: Bilan S:
Chemostat –effet de la mortalité + =
Chemostat avec recirculation Permet de concentrer les cellules dans le bioréacteur Permet de repousser le lavage Développement pour X seulement F F(1+w) F(1+w) Fc, Xc Fex, Xx V, X wF, Xx Bioréacteur Décanteur
Chemostat avec recirculation Bilan sur les cellules du bioréacteur:
Chemostat avec recirculation Bilan sur les cellules dans le séparateur:
Chemostat avec recirculation