Bronkhorst

Comment obtenir une régulation de débit fiable pour votre bioréacteur ?

13 septembre 2022 Dion Oudejans & Vincent Hengeveld

Dans les bioréacteurs, des procédés délicats sont mis en œuvre pour multiplier les substances biologiques. Ces procédés contiennent des composés "précieux", parfois même hors de prix et peuvent constituer une étape importante dans un nouveau vaccin ou un nouveau traitement.

Notre engagement envers les clients de l’industrie des biotechnologies est de garantir une régulation de débit fiable et reproductible dans leurs bioréacteurs. Pour cet article, nous nous sommes entretenus avec Dion Oudejans et Vincent Hengeveld, responsables produits chez Bronkhorst, à propos de l’utilisation des régulateurs de débit pour obtenir une régulation de débit de gaz fiable et reproductible. 

« La fiabilité fait référence à la qualité de pouvoir avoir la confiance de quelqu’un pour faire ce qu’il veut ou ce dont il a besoin » (définition du dictionnaire Oxford). Vincent et Dion expliquent pourquoi nos régulateurs de débit peuvent être qualifiés de « fiables ».

régulation de débit dans les bioréacteurs

Pourquoi qualifions-nous nos régulateurs de débit de « fiables » ?

Nos instruments de mesure et de régulation de débit massique utilisent des capteurs et des vannes robustes avec une électronique stable dans le temps ainsi qu’un firmware. Ce sont les meilleurs de leur catégorie en ce qui concerne les durées moyennes entre défaillances (MTBF) (données basées sur la norme CEI 61508). De plus, la traçabilité des matériaux et la précision des appareils sont attestées par des certificats matière et des certificats d’étalonnage, ce qui se traduit par une meilleure fiabilité de votre procédé biotechnologique. 

Pourriez-vous expliquer ce que signifie la déclaration de grande précision et pourquoi il s’agit d’un critère de sélection important pour nos clients de l’industrie des biotechnologies ? 

Il est possible de consulter les informations concernant cette déclaration en cliquant ci-dessous :

Déclaration MTBF Bronkhorst

Pourquoi une régulation précise du débit de gaz est-elle nécessaire ?

Une précision et des proportions optimales des injections de gaz sont nécessaires pour permettre à la substance biologique de se développer dans les conditions environnementales correctes. Au cours d’une campagne de bioréacteurs, la substance biologique se développe au fil du temps et nécessite un débit graduel pendant la phase de croissance. Il faut des débits de gaz à la fois faibles et élevés.

Comment le débit de gaz est-il régulé ?

Pour ces applications, Bronkhorst propose des régulateurs de débit massique composés de capillaire bypass et de vannes fiables et précis. Ce qui vous permet d'atteindre une plage de débit dynamique allant jusqu’à 1 : 1000, fournissant les débits faibles et élevés nécessaires au processus de croissance.
 
Les régulateurs de débit massique utilisent la technologie de capillaire en dérivation ont un capteur de débit en forme de tube à l’intérieur qui est positionné parallèlement – en dérivation – au canal principal. Il y a une répartition du flux de gaz entre le capteur de débit et le canal principal. Cette technologie permet une mesure et une régulation fiables et précises du débit pour tous les gaz concernés.

Vidéo expliquant le principe de mesure bypass

Capteur de débit utilisé dans la technologie de bypass
Capteur de débit utilisé dans la technologie de bypass

Seule une partie du flux de gaz passe par le capteur et est réchauffée par deux éléments chauffants (RHT1 et RHT2). Le débit de gaz à travers le capteur de débit est une mesure proportionnelle du débit total à travers l’instrument. En raison de la nature homogène de la distribution de la température dans le capteur, seuls le débit, la densité et la capacité thermique du gaz déterminent le signal de sortie du débit (Q, ρ, Cp). 

Ainsi, un calcul de conversion précis (basé sur ρ et Cp) peut être appliqué pour calculer le débit de gaz autres que le gaz d’étalonnage. 

Fiabilité dans le temps – chiffre MTBF

Le MTBF (Mean Time Between Failures – temps moyen entre défaillances) est utilisé comme mesure de la disponibilité et de la fiabilité des produits. La MTBF prédit le temps de fonctionnement des équipements entre les pannes ou les arrêts. Il existe différentes méthodes pour calculer la valeur du MTBF, dans lesquelles la norme CEI 61508, basée sur la base de données des composants Exida, est la norme dans notre secteur. Avec une valeur MTBF de plus de 130 ans pour les principales lignes de produits de l’industrie biotechnologique, nous sommes les meilleurs de notre catégorie.

Etalonnage facile sur site

La méthode de conversion et les logiciels gratuits vous permettent d'étalonner facilement les instruments sur site avec de l'air et de l'azote. De cette façon, vous pouvez conserver la grande précision de l'instrument tel qu’il est édité dans le certificat d’étalonnage qui vous est fourni avec l’instrument de mesure.

bioréacteur de paillasse

Des régulateurs de débit intelligents pour les procédés en bioréacteur

Il est très utile, surtout pour les procédés de bioréacteurs qui utilisent des substances coûteuses et fragiles, que vous puissiez contrôler la "santé" de vos instruments, Afin d’assurer la continuité de votre procédé. Pour cela, plusieurs paramètres et diagnostics sont intéressants :

régulateur de débit dans un procédé de bioréacteur

  • La mesure de la température interne de l’appareil et détection des variations de température pour améliorer la qualité du produit.
  • L’alarme de réponse (Response alarm) pour surveiller si le régulateur de débit atteint et maintient son point de consigne dans les limites spécifiées. Elle est utile pour indiquer si la pression d’entrée est trop basse, si une bouteille de gaz est presque vide ou pour détecter les éventuelles pollutions sur la ligne de gaz.
  • Le message d’alarme de mise sous tension et fonction de retour (Power-up) – après une panne de courant, le procédé peut reprendre directement en revenant au dernier point de consigne. 
  • La mesure et la vanne de sortie (measure & valve out) – en comparant les valeurs de ces paramètres au fil du temps, vous pouvez détecter si quelque chose a changé dans la configuration. Par exemple, une variation de la pression d’entrée ou un certain encrassement ou une usure des composants dans la configuration. Dans ce cas, l’entretien est conseillé. 

Consultez notre page Bioprocédés et Bioréacteurs pour plus d'informations sur les débitmètres et régulateurs de débit pour les applications des bioréacteurs et des fermenteurs.

Vous souhaitez plus d’informations sur les régulateurs de débit massique pour les bioréacteurs ?

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