QCM : Éléments structuraux du bioréacteur (16 questions)

Explication

Les contre-pales, ou déflecteurs, génèrent un écoulement turbulent qui évite le vortex, c’est-à-dire une rotation du liquide sans réel effet de mélange. L’aération apporte des gaz, le condenseur récupère l’humidité de l’effluent et l’actionneur ajuste un paramètre suivi.

Explication

Les filtres à membrane se présentent en disques dont les pores mesurent de 0,22 à 0,45 μm ; ils sont stérilisables à la vapeur et présentent une très bonne efficacité. La cartouche fibreuse décrit la filtration en profondeur, tandis que les autres réponses attribuent à tort une faible efficacité ou l’absence de stérilisation à la vapeur.

Explication

La stérilisation de l’air sortant vise à protéger l’environnement des micro-organismes évacués. La protection de la culture concerne l’air entrant, la rétention d’humidité relève de la condensation et l’apport d’oxygène relève de l’aération.

Explication

Dans l’agitation mécanique rotative, le moteur entraîne un arbre muni d’un ou plusieurs mobiles. L’arbre entraînant le moteur inverse les rôles, la cuve entraînant l’arbre attribue le mouvement au récipient, et le compresseur évoque un entraînement pneumatique.

Explication

Le mélange axial aspire le fluide le long de l’axe du mobile et le rejette vers le bas. Le mélange radial dirige le fluide vers les parois puis vers le centre ; les flux tangentiel et orbital ne correspondent pas à cette trajectoire décrite.

Explication

Le système d’aération apporte stérilement un mélange gazeux, par exemple de l’air pour une culture aérobie ou un gaz de synthèse. Le condenseur traite l’humidité de l’effluent, les déflecteurs limitent le vortex et le système de contrôle régule les conditions de fonctionnement.

Explication

Le système de contrôle automatisé compare la valeur mesurée à la valeur de consigne, puis régule le fonctionnement du bioréacteur grâce à un actionneur; il peut aussi enregistrer les données. La mesure relève du capteur, tandis que l’enregistrement seul ou l’aération ne réalise pas cette séquence de régulation.

Explication

Le circuit de chauffage ou de refroidissement compense les variations liées à l’activité cellulaire et à l’agitation afin de maintenir une température constante et optimale. L’agitation homogénéise le contenu, tandis que la cuve le contient et que le système d’addition introduit des intrants.

Explication

Les cellules animales adhérentes ont besoin d’une surface pour croître. Le maintien en suspension concerne un autre mode de culture ; les bulles de gaz et la viscosité ne constituent pas le besoin défini pour les cellules adhérentes.

Explication

Pour les cellules animales, l’air supplémenté en CO₂ contribue à tamponner le milieu de culture. L’apport de nutriments et la stérilisation du gaz sont d’autres fonctions, tandis que la réduction des effets de cisaillement découle généralement de l’absence de mobile dans l’agitation pneumatique.

Explication

L’air entrant est d’abord comprimé par un compresseur, puis stérilisé avant d’être introduit dans le bioréacteur afin de protéger la culture. L’ordre « stériliser puis comprimer » inverse les étapes, tandis que les deux autres séquences font entrer l’air avant sa stérilisation.

Explication

Le choix dépend de la nature de la culture, de sa sensibilité au cisaillement, de la viscosité, de l’objectif du procédé et du volume du bioréacteur. Le matériau de la cuve et la température ne remplacent pas ces critères, tandis qu’omettre l’objectif ou le volume rend les autres listes incomplètes.

Explication

Les capteurs mesurent des paramètres physiques, chimiques ou biologiques, notamment le pH et l’oxygène dissous, et peuvent fournir des données à une boucle de régulation. La comparaison à la consigne relève du système de contrôle, la correction de l’actionneur et l’apport de gaz du système d’aération.

Explication

Le système d’agitation maintient un mélange homogène des cellules, des nutriments, des gaz et du flux thermique. Le maintien de la température relève du circuit thermique, l’apport gazeux du système d’aération et l’ensemencement du système d’inoculation et d’addition.

Explication

La cuve contient le milieu de culture et peut être fabriquée en acier inoxydable, en verre ou être à usage unique. Le circuit thermique règle la température, l’inoculation ajoute la culture ou des intrants, et l’agitation homogénéise le milieu.

Explication

Un bioréacteur est une enceinte conçue pour optimiser la croissance cellulaire et la bioproduction grâce au contrôle des paramètres physico-chimiques. Le stockage seul, l’agitation seule ou le contrôle limité à la température ne couvrent pas cette fonction globale.