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Boccard développe actuellement, dans le cadre de son offre TEKINBIO™, une installation biotechnologique modulaire pour un client d’Europe de l’Est, conçue pour accompagner les procédés de fermentation de l’échelle pilote jusqu’à des volumes de production plus importants. Le projet comprend trois bioréacteurs de volumes utiles de 50, 500 et 5 000 litres, une cuve de préparation des milieux de culture de 2 500 litres, des systèmes de transfert et les infrastructures de procédé nécessaires au fonctionnement des bioréacteurs de manière indépendante ou en cascade.
Découvrez comment Boccard accompagne un client du secteur des biotechnologies en Europe de l’Est dans le développement d’une installation de fermentation flexible et évolutive, conçue pour relier la recherche, le développement des procédés et la production à plus grande échelle.
Du développement des procédés à l’augmentation des capacités de fermentation
Les trois échelles de bioréacteurs TEKINBIO™ visent à assurer une continuité entre les premières étapes de développement des procédés et des lots de production plus importants. Chaque cuve peut fonctionner de manière indépendante, tandis que le fonctionnement en cascade est conçu pour permettre le transfert de matière entre les échelles successives.
Cette configuration offre au futur utilisateur plusieurs possibilités d’exploitation : développer des procédés à différents volumes, préparer l’inoculum pour une cuve de plus grande capacité et mener des fermentations distinctes selon les besoins de recherche ou de production.
L’installation est également conçue pour accueillir des procédés aux profils opératoires variés, allant de cycles courts en mode batch à des campagnes de fermentation prolongées. L’objectif est de proposer une plateforme commune capable de s’adapter à l’évolution des applications biotechnologiques, sans nécessiter une installation distincte pour chaque échelle.
Figure 1. Rendu 3D de l’installation de fermentation multi-bioréacteurs, de 50 à 5 000 L
Contrôle des procédés et automatisation intégrés
L’automatisation constitue un axe central du projet. L’architecture de contrôle est en cours de développement pour coordonner les trois bioréacteurs, la préparation des milieux de culture, les transferts, le dosage, la régulation de température, la gestion des gaz, les opérations de nettoyage et l’analyse des procédés.
Chaque bioréacteur est conçu avec une instrumentation permettant le suivi du pH, de l’oxygène dissous, de la température et de la biomasse, ainsi qu’une filtration des gaz et une unité dédiée de régulation de température. Le périmètre analytique comprend également la mesure du CO₂, de l’O₂ et de l’éthanol, complétée par des systèmes dédiés de dosage des additifs de procédé.
Les équipes projet affinent les exigences fonctionnelles avec le client tout au long de la réalisation, afin que les séquences opératoires, les interfaces, les alarmes et les fonctions de procédé restent en adéquation avec l’utilisation prévue de l’installation.
Une installation modulaire conçue pour l’espace limité
L’installation est développée autour de skids de procédé modulaires et d’une préfabrication poussée en Pologne. La conception 3D avancée permet de définir l’implantation des cuves, des tuyauteries, des vannes et des zones d’accès avant la livraison sur le site du client en Europe de l’Est.
Cette approche vise à limiter le montage sur site, à améliorer l’enchaînement des opérations d’installation et à faciliter une mise en service maîtrisée. La conception prend également en compte les exigences d’hygiène, la vidangeabilité, la nettoyabilité et les accès nécessaires à l’exploitation et à la maintenance dans l’espace disponible.
Figure 2. Vue de l’installation composée de modules de procédé préfabriqués
Figure 3. Vue de la tuyauterie et des vannes de l’installation reliant les différents modules
Utilités et utilisation efficace des ressources prises en compte dès la conception
L’utilisation efficace des ressources est prise en compte dès l’ingénierie, plutôt qu’après l’installation. La conception actuelle prévoit la récupération des condensats pour la production de vapeur de procédé et la réutilisation de certains fluides de nettoyage dans d’autres parties de l’installation après une décontamination appropriée.
Le choix des équipements et des vannes repose sur les paramètres réels du procédé et les besoins en utilités. Ce travail d’ingénierie vise à concilier les performances du procédé, la conception hygiénique, la consommation d’énergie et la fiabilité de fonctionnement aux différentes échelles de bioréacteurs.
Un projet biotechnologique collaboratif piloté par Boccard
Le projet mobilise des technologues de procédés, des concepteurs mécaniques et 3D, des automaticiens, des équipes de production et d’installation, des spécialistes des achats et les expertises de l’ensemble de Boccard.
En associant plusieurs échelles de fermentation, l’automatisation des procédés, l’ingénierie hygiénique et la fabrication modulaire, Boccard Polska accompagne le client dans le développement d’une plateforme de fermentation TEKINBIO™ polyvalente pour ses futures activités biotechnologiques.
Le projet renforce également la capacité de Boccard à fournir des installations de fermentation intégrées reliant le développement des procédés à la production à plus grande échelle. Des informations complémentaires pourront être communiquées lorsque le projet aura atteint le stade approprié et que la communication aura été convenue avec le client.
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Points clés
Modes de fonctionnement indépendants et en cascade, avec transfert du produit entre les bioréacteurs successifs.
Suivi du pH, de l’oxygène dissous, de la température et de la biomasse, complété par l’analyse du CO₂, de l’O₂ et de l’éthanol.
Automatisation intégrée des procédés, coordonnant la préparation des milieux de culture, les transferts, le dosage et le nettoyage, avec une station NEP et sa boucle de nettoyage.
Scope : PÉRIMÈTRE DES TRAVAUX, ÉQUIPEMENTS ET SERVICES FOURNIS
- Ingénierie et préfabrication de skids: Ingénierie des procédés, conception 3D et développement de skids modulaires, avec une préfabrication poussée en Pologne et une implantation des équipements adaptée à l’espace disponible.
- Équipements de fermentation: 3 bioréacteurs de TEKINBIO™ de 50, 500 et 5 000 L, une cuve de préparation des milieux de culture de 2 500 L et des systèmes de transfert du produit pour un fonctionnement indépendant ou en cascade.
- Instrumentation et automatisation: Contrôle intégré de la fermentation, de la préparation des milieux de culture, des transferts et du dosage, avec des unités dédiées de régulation de température, des capteurs de procédé et des analyseurs de CO₂, d’O₂ et d’éthanol.
- Équipements de nettoyage: Station de nettoyage en place (NEP) avec boucle de nettoyage, intégrée à une installation conçue pour répondre aux exigences d’hygiène, de vidangeabilité et de nettoyabilité.
- Intégration des utilités : Dispositions prévues pour la récupération des condensats destinés à la production de vapeur de procédé et la réutilisation de certains fluides de nettoyage après une décontamination appropriée.
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