Brevet FR2574426A3 — publié le 19860613

FR 2574426 A3 19860613 FR 8517709 A 19851129 En-dehors de la culture de microorganismes dans des enceintes à agitateur ou dans des dispositifs de fermentation du type")irlift", on a effectué ces derniers temps un nombre croissant d'essais visant à faire croître les cultures sur des matériaux de support ou bien à les immobiliser dans des polymères. Les transformations désirées se produisent alors avantageusement dans une colonne traversée en permanence par un substrat, la culture étant également éventuellement aérée. On connaît des réacteurs à colonne comportant un m a t é r i a u de s u p p o r t à l'échelle industrielle m a i s jusqu'alors on ne disposaitencore d'aucun récipient de culture utilisable pour des essais à l'échelle du laboratoire. A cet effet on utilise habituellement des dispositifs de fermentation ou des colonnes chromatographiques, dont la constitution est modifiée, ou même on travaille avec des cylindres de verre, dans le cas de montages d'essai simples. Ces procédés sont peu appropriés étant donné que le travail avec des colonnes chromatographiques ou avec des cylindres de verre posent des problèmes de stérilisation et que les dispositifs de fermentation prévus à cet effet sont beaucoup trop onéreux. Le présente invention apour but de fournir un récipient pour la culture de microorganismes situés sur un matériau de support. Conformément à l'invention ce récipient de culture est constitué par un récipient pour la culture de microorganismes sur un matériau de support, caractérisé par une enceinte cylindrique et par un couvercle et un fond , qui comportent tous deux au moins trois traversées , le couvercle et éventuellement également le fond devant être ouverts et fermés dans des conditions stériles, et un fond à tamis qui est disposé dans la moitié inférieure du récipient tous les éléments étant constitués en un matériau pouvant être stérilisé Le rapport de la hauteur au diamètre du récipient est situé de préférence dans la gamme comprise entre 1:2 et 4:1 et le volume de ce récipient se situe dans la gamme comprise entre 0,1 et 20 1 notamment entre 0,25 et 10 litres. Ce récipient de culture permet de disposer des microorganismes sur des matériaux de support sous la forme d'un lit fixe, qui est traversé en permanence par le milieu de fermentation, auquel cas on peut créer aussi bien un écoulement ascendant qu'un écoulement descendant, respectivement avec ou sans aération. Le récipient est aisé à manipuler dans une salle stérile et permetune ouverture et une fermeture aisées, dans des conditions stériles. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesauels : - la figure 1, représente une vue en élévation latérale en coupe partielle d'un mode de réalisation du récipient de culture conforte à l'invention - les figures 2 et 3 représentent respectivement des coupes transversales d'autres formes de réalisation de l'invention. Le récipient (1), le couvercle (2), le fond (3) et le fond à tamis (5), qui peuvent être constitués par les mêmes matériaux ou par des matériaux différents, sont constitués de préférence par du verre, un métal, comme par exemple de l'acier, ou bien par une matière plastique stable jusqu'à environ 140"C, par exemple une matière plastique hautement fluorée, comme par exemple un polymère ou un copolymère de tetrafluoroéthylène. Le fond -à tamis (5) peut être relié rigidement au récipient (1), par exemple par soudage ou par fixation par fusion, ou même être mobile dans le récipient.Dans ce dernier cas il peut être disposé par exemple de manière à être déplaçable dans un organe d'étanchéité ou bien être maintenu au moyen d'un support à une hauteur désirée Pour sa part, ce support peut à nouveau maintenir le fond à tamis à une distance déterminée du fond, par exemple grâce à un anneau ou à un châssis ou bien ce support peut être maintenu en position variable au moyen d'un maté riau en vrac du type utilisé par exemple dans des colonnes à corps de remplissage. Dans ce dernier cas le matériau en vrac de remplissage peut également réaliser la répartition du gaz dans le cas d'une aération par le bas. Le couvercle (2) et de façon appropriée également le fond (3) sont reliés,de manière à être aisFment détachables, au récipient (1), auquel cas cependant une stérilité-est garantie. Cette liaison peut être réalisée de façon- connue grâce à une application à plat, par exemple au moyen d'une rectification plane, ou bien à l'aide dlun filetage, auquel cas on peut utiliser, lorsque cela est nécessaire, des organes d'étanchéité ou des organes de sécurité correspondants, comme par exemple des bagues de serrage, des bagues de maintien ou des ressorts.On peut également combiner des organes de fixation-- correspondants et par exemple un couvercle appliqué à plat peut être fixé au moyen d'un écrou-raccord ("principe du bocal & conserves"). Les traversées (4) ménagées dans le couvercle (2) et dans le fond (3)peuentetre rFaaisées sous la forme de tubulures en forme de tuyaux et permettent alors par exemple intérieure- ment le montage de tuyaux possédant des longueurs différentes afin de maintenir un niveau de liquide désiré lors d'une aspition par le haut En-dehors des canalisations d'arrivée et de départ pour le milieu réactionnel et éventuellement des gaz, un système de chauffage ou un système de refroidissement -peut être amené et ressorti par l'intermédiaire des traversées (4), par exemple sous la forme de serpentins en verre ou métalliques connus. On peut également installer un anneau d'introduction de gaz, a travers une ou plusieurs des traversées (4) ménagées dans le fond (3). Les traversées (4) peuvent être également réalisées sous la forme d'un passage pour des tubes, ces tubes pouvant être pour leur part installés à nouveau de manière à être fixes ou déplaçables. Les tubes déplaçables conviennent par exemple pour le maintien d'un niveau de liquide désiré, comme cela a été in diqué précédemment pour des tuyaux de longueurs différentes dans une tubulure intérieure pour tuyaux. L'étanchéité des tubes peut être réalisée de façon connue en soi par exemple grâce à un filetage comportant une bague d'étanchéité et un écrou-raccord. Grâce à un tel dispositif on peut également fixer un tube depla çable, sur une longueur désirée. Naturellement on peut monter, à la place ou meme en sup plément d'un serpentin de chauffage ou de refroidissement, une enceinte chauffante ou de refroidissement, constituée par un récipient cylindrique disposé concentriquement autour du ré ci-- pient (1) et comportant une amenée et une évacuation correspondantes du fluide réalisant la mise en température. Le fond (3) peut etre également réalisé sous la forme d'un dispositif d'appui et comporter des bras dimensionnés de façon correspondante ou bien etre monté par exemple sur un cône comportant des évidements correspondants pour les canalisations d'amenée et d'évacuation. Le fond a tamis (5) peut être formé par une fritte en verre ou en porcelaine, par exemple en verre f-ritte, un tamis en matière plastique ou un réseau en forme de grille métallique, par exemple en acier spécial, ou bien peut etre constitué par une combinaison de tels matériaux. Il peut être alors approprié que la résistance mécanique soit garantie grâce à un tamis m6- tallique sur lequel repose le disque de verre fritté. Le dimensionnement des trous est naturellement adapté au diamètre du matériau de support et aux conditions de fermentation. Par exemple grâce a une configuration correspondante du fond à tamis1 on peut commander une distribution du gaz, surtout dans le cas d'enceintes réactionnelles de fermentation aérées. Dans le cas où cela est souhaitable, on peut également introduire des sondes de mesure et analogues par les traversées (4), afin de pouvoir contrôler les conditions de fermentation et éventuellement les commander. Les figures 2 et 3 montrent des réalisations particu lièvres de l'invention. La figure 2 représente un cylindre de verre (1) compor tant un fond (3) qui est réalisé sous la forme d'un pied de support. Le couvercle (2) possède un bord qui s'étend concentriquement jusqu'à la partie supérieure du récipient (lr. Une fermeture étanche du couvercle (2) est garantie par des organes d'étanchéité (6), par exemple des bagues d'étanchéité correspondantes. Les traversées (4) sont réalisées sous la forme de tubulures en forme de tuyaux, auquel cas un tuyau (7) servant à réaliser le maintien du niveau du liquide est fixé à une tubulure intérieure en forme de tuyau. La référence (8) désigne le niveau du liquide. La référence (9) désigne le matériau de support qui repose sur une plaque de verre fritté (5) (fixée par fusion). La référence (10) représente une enceinte de chauffage ou de refroidissement. La figure 3 représente une forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le bord du recipient (1) est réalisé à sa partie supérieure et à sa partie inférieure sous la forme d'une bride, de préférence rectifiée à plat, sur laquelle le couvercle (2) et le fond (3) prennent appui. Une bonne étanchéité est garantie grâce à une bague d'étanchéité (6) qui peut être fixée à l'aide d'une bague de maintien (11). Une bague de serrage (12) convient notamment dans le cas de dispositifs possédant une taille assez importante. La traversée (4) porte un filetage extérieur (13) dans lequel s'engage un écrou-raccord (14). Une bague d'étanchéité conique (15) fixe le tube (16) inséré à travers la bague, à la hauteur désirée. De ce fait on peut ré gler le niveau de liquide (8). Un serpentin de mise en température (17) est introduit par des traversées (4). Le fond à tamis (5) repose sur un insert (18) qui est maintenu par des bagues d'étanchéité (19). La forme de réalisation conforme à la figure 2 convient en particulier pour des volumes assez faibles, dans le cadre d'un volume brut allant jusqu'à environ 5 litres ,le volume de remplissage occupant approximativement entre la moitié et environ un tiers du volume brut. De tels dispositifs peuvent être fabriqués aisément et à bon marché et peuvent être utilisés de façon multiple.De façon appropriée on prévoit un nombre aussi élevé que possible de traversées (4) à travers le couvercle (2) et le fond (3) étant donné que les traversées (4) non nécessaires peuvent être obturées aisément et de façon sûre selon la forme de réalisation, et par exemple des tubulures en-forme de tuyaux peuvent être obturées par des tuyaux stérilisables emmanchés sur eux, par exemple des tuyaux au silicone, que l'on ferme a l'aide d'une pince, et de raccords filetascomportant un dispositif d'obturation plein. La stérilisation peut être réalisée dans un autoclave, soit sans liquide, mais avec un remplissage formé du matériau de support, soit, lorsqu'on utilise des organismes immobilisés, à l'état vide. Dans ce dernier cas le remplissage s'effectue après la stérilisation dans la salle stérile. A cet effet une capacité de manipulation aisée et l'ouverture et-la fermeture simples dans des conditions stériles sont particulièrement avantageuses. La forme de réalisation de la figure 3 convient surtout pour des récipients possédant des dimensions assez importantes avec un volume brut compris entre environ 1 et 20 litres. En particulier pour des récipients de taille assez importante il convient de fabriquer le couvercle (2) du fond (3) en un métal, par exemple en acier spécial. Dans le cas ou l'on utilise un matériau de support (9) plus dur,qui doit êtreintroduitaprès la stérilisation, ou bien dans le cas où le serpentin (17) de mise en température est moins approprié pour d'autres raisons, il est recommandé de prévoir également pour le dispositif de la figure 3, d'une manière analogue à la figure 2, une enceinte de chauffage ou de refroidissement (10). Par ailleurs on a pour cette forme de réalisation les mêmes avantages que ceux qui ont été décrits précédemment. REVENDICATIONS 1. Récipient pour la culture de microorganismes sur un matériau de support, caractérisé en ce qu'il coeiprend une enceinte cy lindrique (1), un couvercle (2) et un fond (3), qui comportent tous deux au moins trois travers-ées (4), le couvercle (2) et éventuellement également le fond (3) devant être ouverts et fermés dans des conditions stériles, et un fond à tamis (5) qui est disposé dans la moitié inférieure du récipient (1), tous les éléments étant constitués en un matériau pouvant être stérilisé. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé par un rapport de la hauteur au diamètre compris entre 1:2 et 4:1. 3. Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un volume brut compris entre 0,1 et 20 litres. 4. Récipient selon l'une- quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un système de chauffage ou de refroidissement.