5.00 crédits
30.0 h + 22.5 h
Q2
Enseignants
Stenuit Benoît;
Langue
d'enseignement
d'enseignement
Thèmes abordés
De la conception à la transposition à l'échelle pilote de processus microbiologiques et enzymatiques. Bases théoriques et méthodologiques de la cinétique chimique appliquée et de la conception des réacteurs chimiques avec les particularités (cinétiques et phénomènes de transport) des processus biochimiques et microbiologiques dans le but de systématiser les principes sous-jacentes à l'analyse et au dimensionnement des bioréacteurs.
Processus (micro)biologiques caractérisés cinétiquement et thermodynamiquement : Croissance cellulaire, sa mesure ou estimation, utilisation de(s) substrat(s), production de(s) produit(s). Rendements. Productivités. Modèles cinétiques. Estimation de paramètres.
Méthodologie des bilans de matière et d'énergie au service de l'analyse des systèmes biotechnologiques et de leurs performances.
Réacteurs discontinus, continus, semi-continus.
Phénomènes de transfert appliqués à l'analyse de l'aération, l'agitation, la rhéologie, la transposition d'échelle et la stérilisation des bioréacteurs.
Processus (micro)biologiques caractérisés cinétiquement et thermodynamiquement : Croissance cellulaire, sa mesure ou estimation, utilisation de(s) substrat(s), production de(s) produit(s). Rendements. Productivités. Modèles cinétiques. Estimation de paramètres.
Méthodologie des bilans de matière et d'énergie au service de l'analyse des systèmes biotechnologiques et de leurs performances.
Réacteurs discontinus, continus, semi-continus.
Phénomènes de transfert appliqués à l'analyse de l'aération, l'agitation, la rhéologie, la transposition d'échelle et la stérilisation des bioréacteurs.
Acquis
d'apprentissage
d'apprentissage
A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de : | |
| 1 |
a. Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme) 1.2 2.1 ; 2.2 ; 2.4 4.1 ; 4.2 ; 4.5 8.5 b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme A la fin de cette activité, l'étudiant est capable de :
|
Contenu
Définitions: biotechnologie industrielle et environmentale - génie biologique - grandeurs et réacteurs - procédés microbiologiques - rendements et taux des procédés biologiques en réacteur. Stoechiométrie et modèles cinétiques de la croissance microbienne. Modélisation du réacteur à milieu non-renouvelé (fermentation discontinue, batch) - modélisation des fermentations discontinues alimentées (fed-batch) - modélisation d'un système biologique continu, infiniment mélangé sans et avec recyclage - les systèmes continus infiniment mélangés à deux étapes. Procédés en réacteurs enzymatiques. Dimensionnement et performances. Phénomènes de transfert en fermentation. Procédés de stérilisation. Transposition (scale-up) de l'échelle du laboratoire via l'échelle pilote à l'échelle industrielle. Génie des bioséparations. Dispositifs de séparation en culture cellulaire industrielle: le réacteur continu perfusé à rétention cellulaire. Avantages et limitations de chaque design dans un contexte industriel.
Méthodes d'enseignement
1. Exposés magistraux ; exposés magistraux avec questions guidées ; exposés incluant des exemples concrets tirés de l'industrie ; exposés avec analyse de cas par l'enseignant. [exposés oraux classiques, exposés interactifs à l'aide de matériel audiovisuel (projections vidéo, powerpoint)].
2. Séances d'exercices en équipes, dirigées. Ces exercices visent à familiariser l'étudiant avec la méthodologie de la résolution de problèmes quantitatifs en conception et analyse de bioprocédés : fait appel au calcul de dimensionnement ou de performance, à la construction de fluxogrammes combinant des opérations unitaires, à la recherche de valeurs réelles de constantes ou d'autres paramètres de corrélations utiles au dimensionnement ou à la modélisation/optimisation des bioprocédés.
2. Séances d'exercices en équipes, dirigées. Ces exercices visent à familiariser l'étudiant avec la méthodologie de la résolution de problèmes quantitatifs en conception et analyse de bioprocédés : fait appel au calcul de dimensionnement ou de performance, à la construction de fluxogrammes combinant des opérations unitaires, à la recherche de valeurs réelles de constantes ou d'autres paramètres de corrélations utiles au dimensionnement ou à la modélisation/optimisation des bioprocédés.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
des acquis des étudiants
Examen écrit. Examen axé sur des développements théoriques et sur la résolution de problèmes.
Autres infos
Ce cours peut être donné en anglais.
Ressources
en ligne
en ligne
Moodle
Bibliographie
- Bioprocess Engineering Principles, 2013, Pauline M. Doran.
- Bioprocess Engineering, 2002, Michael L. Shuler & Fikret Kargi.
- Bioprocess Engineering, 2002, Michael L. Shuler & Fikret Kargi.
Faculté ou entité
en charge
en charge
AGRO
Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)
Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux
Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire
Master [120] : ingénieur civil biomédical
Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries