Brevet FR2818659A1 — publié le 20020628

La présente invention concerne un procédé de culture aérobie permettant d'améliorer la productivité d'une telle culture par apport d'oxygène au moyen d'une membrane en métal fritté lors de la production de substances utiles par fermentation aérobie. Dans l'industrie de la fermentation, il est fréquent de réaliser des cultures aérobies dans lesquelles l'oxygène est fourni par aération sous agitation. Dans un réservoir de culture conventionnel, l'oxygène est fourni aux micro-organismes par aération sous agitation, l'air fourni par un conduit d'aération prévu dans le réservoir de culture étant finement dispersé au moyen de pales d'agitateur. Cependant, dans ce procédé, l'apport d'oxygène est insuffisant quand les micro-organismes consomment beaucoup d'oxygène du fait de leur concentration élevée ou du fait qu'ils produisent une substance utile à grande vitesse. Ainsi, pour améliorer l'apport d'oxygène à un liquide de culture, on a envisagé d'utiliser l'oxygène à la place de l'air. Toutefois, ceci exige des installations pour produire de l'oxygène, qui doivent être entretenues, et, d'autre part, un gaz dont la concentration en oxygène est supérieure à celle de l'air est rejeté car un apport d'oxygène suffisant est impossible avec les systèmes d'aération sous agitation conventionnels, même quand le gaz oxygéné fourni est l'oxygène lui-même. De plus, pour disperser finement l'air fourni à un agitateur d'aération, il est possible d'augmenter l'apport d'oxygène en augmentant l'énergie d'agitation. Dans ce cas, toutefois, il se produit une cavitation quand l'énergie d'agitation est amenée à croître au-delà d'une certaine limite, ce qui interdit une utilisation efficace de l'énergie appliquée pour l'apport d'oxygène. En outre, on connaît également un procédé pour augmenter l'aération ou la pression interne afin d'améliorer l'apport d'oxygène, mais une pression élevée affecte le métabolisme des micro-organismes et, d'autre part, des investissements importants sont nécessaires pour accroître la capacité du compresseur utilisé. Par ailleurs, on dispose pratiquement d'appareillages pour améliorer l'apport d'oxygène par mise en circulation d'un liquide, tels qu'une pompe à fines bulles (par exemple JP-A-6-193600 et JP-A-6- 330888), un mélangeur statique (par exemple JP-A-5-15753) ou une buse à fines bulles (par exemple JP-A-9-201520). Cependant, la circulation d'un liquide dans un réservoir de culture conduit à un nettoyage insuffisant des conduits de circulation, ce qui entraîne une contamination bactérienne, et une pompe de circulation de grande taille est nécessaire dans le cas d'une culture à l'échelle industrielle. En outre, même si l'on utilise un mélangeur statique interne ou une buse interne, il se produit une contamination bactérienne du fait d'un nettoyage insuffisant car l'organe mélangeur est d'accès difficile dans le conduit. En outre, dans un procédé de culture utilisant un élément ou membrane en métal fritté (JP-A-61-56070), quand de l'air, de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène est dispersé et introduit dans un réservoir de culture sous forme de fines bulles au moyen d'un élément en métal fritté, on observe une grande amélioration de la capacité d'apport d'oxygène mais des matières solides adhèrent à l'élément pendant la culture de sorte que l'aération ne peut pas être continuée du fait que la perte de charge augmente, même quand on réalise l'aération non pas avec le conduit d'aération conventionnel mais avec l'élément en métal fritté. Généralement, dans une culture aérobie courante, à titre de source d'azote et pour réguler le pH, de l'ammoniac est introduit dans un réservoir de culture par un conduit diffuseur d'aération en vue d'une dispersion efficace avec des pales d'agitateur (par exemple Malcolm V. Bartow, Chemical Engineering, juillet, 70 (1999), Daniel I. C. Wang et al. , Fermentation and Enzyme Technology, 230 (1979), et Apparatus and Instrument in Bioindustry, 10ème édition, par Joji Takahashi, Japan Bioindustry Association (1987)). Pour éviter une contamination bactérienne, un défaut d'homogénéité du pH et la possibilité d'un reflux du liquide de culture pendant les périodes de repos du fait de la grande solubilité de l'ammoniac, il est rare d'introduire de l'ammoniac uniquement par un conduit qui n'est pas un conduit diffuseur d'aération. Cependant, quand on réalise une culture aérobie en utilisant, à la place du conduit diffuseur employé dans un procédé conventionnel de culture aérobie, un élément en métal fritté et quand on introduit de l'ammoniac, on a maintenant constaté que des matières solides adhèrent à la surface rugueuse de la membrane constituant l'élément en métal fritté et que la perte de charge augmente lors de l'aération, de sorte qu'il devient impossible de prolonger l'aération sous la pression de refoulement d'un compresseur courant et qu'il est nécessaire d'interrompre l'utilisation de la membrane au cours de la culture. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour but de développer un appareil et un procédé de culture permettant d'améliorer de 60 % ou plus la vitesse d'apport d'oxygène et d'apporter simultanément de l'ammoniac, et permettant aussi de réaliser la culture sans risque d'occlusion de la membrane et de contamination bactérienne, grâce à l'utilisation à titre de conduit diffuseur d'un agitateur d'aération courant équipé d'une membrane en métal fritté. Selon un premier aspect cette invention concerne un réacteur, de préférence un fermenteur, comprenant au moins deux conduits différents, caractérisé en ce que: - un conduit disperse et fournit au moins un gaz dans le réacteur au travers d'un conduit dans le but de contrôler les conditions de réaction, de préférence les conditions de fermentation en particulier le pH; - un conduit dispersant et fournissant au moins un gaz qui est utilisé comme réactif, de préférence utilisé comme réactif pour les microorganismes, au travers d'une membrane de métal fritté située à la fin du conduit. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que le conduit utilisé pour contrôler les conditions de réaction fournit un gaz dans la partie inférieure situé en dessous des pales, avantageusement ce gaz de contrôle est l'ammoniac, éventuellement mélangé à de l'air ou oxygène, en particulier ce conduit est isolé du conduit comportant la membrane de métal fritté, par un système anti-retour tel que clapet anti- retour. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que la quantité de gaz fourni à travers la membrane de métal fritté varie de 10 à 80 % de la quantité totale de gaz fourni. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que la membrane de métal fritté est choisie parmi le nickel, I'acier inoxydable, I'inconel, le titane et autres métaux similaires, de façon à ce que la membrane ait une résistance mécanique, une résistance chimique, ou une résistance aux chocs thermiques suffisante. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que le métal de membrane fritté n'a pas de forme particulière mais peut être choisi parmi les formes plate, curviligne, sphérique, conique, cubique, polyhédrique ou similaires. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que l'épaisseur de la membrane de métal fritté laisse pénétrer l'air, I'oxygène ou un mélange de ces gaz au travers de cette membrane. Avantageusement, ce réacteur est caractérisé en ce que la taille des pores de la membrane de métal fritté et la vélocité linéaire de I'aération sont de préférence comprises entre 1 et 20 prm et entre 0,04 et 0,11 m/s, respectivement, comme les performances d'un aérateur à fines bulles, et de préférence environ 5 prm et environ 0,04 m/s, respectivement. Selon un second aspect, cette l'invention concerne un procédé pour la culture aérobie, dans lequel on fournit de l'ammoniac et de l'oxygène simultanément, caractérisé en ce qu'il comprend: - une dispersion et une fourniture d'air, d'oxygène, ou un mélange gazeux de ces gaz au sein d'un réacteur au travers d'une membrane de métal fritté située à la sortie d'un conduit diffusant; et simultanément, - une dispersion et une fourniture d'ammoniac ou d'un mélange de gaz d'ammoniac et d'air au sein d'un réacteur au travers d'un conduit diffusant autre que celui décrit ci-dessus. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que pour éviter un retour d'ammoniac de l'air, de l'oxygène ou un mélange d'air et d'oxygène est fourni en continue. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que la dispersion d'ammoniac est fournie dans la partie située en dessous des pales, avantageusement cette dispersion d'ammoniac est réalisée par un conduit isolé tel que clapet anti-retour. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que la quantité d'oxygène fournie au travers de la membrane de métal fritté varie en accord avec la quantité d'oxygène requise, mais est préférablement comprise entre 10 et 80 % de la quantité totale de gaz fourni. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que la membrane de métal fritté est une membrane frittée de métal choisi parmi le nickel, I'acier inoxydable, I'inconel et le titane. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que la vélocité linéaire de l'aération est comprise entre 0,04 et 0,11 m/s, et est de préférence d'environ 0,04 m/s. Avantageusement, ce procédé est caractérisé en ce que la culture aérobie comprend la production par fermentation d'acides aminés, la production par fermentation d'acides nucléiques, la culture de levures et la culture de moisissures. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure 1 est un schéma de l'appareil de culture selon la présente invention; et la figure 2 est un schéma de l'appareil de culture utilisé dans l'exemple comparatif 1. A la suite d'études intensives sur la cause de l'occlusion des membranes, on a maintenant constaté que l'adhérence de matières solides à la surface externe d'une membrane due à l'apport d'ammoniac provoque l'occlusion de la membrane en métal fritté. Pour pouvoir réaliser une culture sous haut apport d'oxygène au moyen d'une membrane en métal fritté, on évite l'occlusion de la membrane en apportant l'ammoniac par le biais d'un autre conduit diffuseur, différent du conduit diffuseur utilisé pour l'apport d'oxygène ou d'air. De préférence, pour empêcher le reflux de liquide de culture dû à l'ammoniac pendant les périodes de repos, il est prévu selon le procédé de la présente invention d'apporter en continu une très petite quantité d'air par le conduit diffuseur. La culture aérobie réalisée par le procédé selon la présente invention peut être destinée à la production d'acides aminés ou d'acides nucléiques par fermentation, à la culture de levures ou à la culture de moisissures, notamment. Les acides aminés qui peuvent être produits par fermentation comprennent par exemple l'acide glutamique, la lysine et l'arginine, et les acides nucléiques qui peuvent être produits par fermentation comprennent par exemple l'inosine et la guanosine. Par ailleurs, la culture peut être réalisée dans des conditions habituelles. Les micro-organismes qui peuvent être cultivés ne sont pas particulièrement limités à condition qu'ils soient capables de se développer dans des conditions aérobies. Ce peut être par exemple des bactéries, des levures ou d'autres cellules. Pour disperser efficacement l'ammoniac fourni à un réservoir de culture, il est préférable d'introduire l'ammoniac au niveau de la partie inférieure de pales inférieures développant une grande force de cisaillement. La quantité d'air d'aération fournie au travers d'une membrane en métal fritté varie en fonction de la quantité de l'oxygène nécessaire, mais elle est de préférence de 10 à 80 % de la quantité d'aération totale. Le reste de l'air est fourni par le conduit diffuseur conventionnel en même temps que l'ammoniac. Le tableau 1 ci-dessous présente un exemple de conditions d'apport d'oxygène et d'ammoniac. Tableau 1 Apport Conventionnel Membrane Quantité d'aération (Nm3/min) 25 85 Quantité d'ammoniac (Nm3/min) 5 0 La membrane en métal fritté employée dans la présente invention a une structure poreuse et est obtenue par mise en forme sous pression et frittage d'une poudre métallique ayant une distribution uniforme des tailles des particules. Le procédé de fabrication de cette membrane n'est pas limité particulièrement et l'homme du métier moyen sera en mesure de choisir aisément les conditions du procédé, de la manière habituelle. A titre d'exemple, la poudre métallique peut être comprimée dans un réservoir à pression à une pression supérieure à 5884 x 105 Pa manométriques (6 000 kg/cm2 manométriques), puis frittée dans un four de frittage sous vide à 1 2000C et 0,133 Pa (10-3 torr). La membrane en métal fritté a une meilleure résistance thermique et une meilleure résistance mécanique qu'une membrane en polymère ou une membrane céramique de sorte qu'elle est largement utilisée comme filtre dans l'industrie de raffinage du pétrole et l'industrie chimique. Le matériau constituant la membrane en métal fritté peut être choisi par exemple parmi le nickel, I'acier inoxydable, I'inconel et le titane, le choix d'un métal particulier n'ayant aucune incidence sur l'apport d'oxygène. Toutefois, on préfère une membrane en acier inoxydable pour des raisons de résistance mécanique, de résistance chimique, de résistance aux chocs thermiques et de coût. La forme de la membrane en métal fritté n'est pas limitée particulièrement, et ce peut être une structure bidimensionnelle ou une structure tridimensionnelle. La membrane peut être plate, incurvée, sphérique, cylindrique, conique, cubique ou polyédrique. L'épaisseur de la membrane en métal fritté n'est pas limitée particulièrement à condition que l'air, I'oxygène ou un mélange gazeux d'air et d'oxygène puisse pénétrer à l'intérieur. Cependant, normalement la membrane a une épaisseur de 1,0 à 10 mm pour des raisons de résistance mécanique et de perte de charge au cours de l'aération. La taille des pores de la membrane en métal fritté et la vitesse linéaire du courant de gaz d'aération sont de préférence de 1 à 20 pm et de 0,04 à 0,11 m/s (15 à 400 m/h), respectivement, de même que dans un aérateur de type à fines bulles (]P-A-61-56070), et de préférence encore d'environ 5 pm et d'environ 0,04 m/s, respectivement. L'air est habituellement employé comme gaz d'aération pour une culture aérobie, mais quand une plus grande capacité d'apport d'oxygène est nécessaire, il est possible d'employer de l'air enrichi en oxygène, ou de l'oxygène pur, grâce à un appareil générateur d'oxygène, par exemple. L'appareil de culture représenté schématiquement sur la figure 1, qui comporte une membrane, constitue un exemple d'appareil de culture permettant de réaliser une culture aérobie très exigeante en oxygène au moyen d'une membrane en métal fritté selon la présente invention. Sur la vue en coupe longitudinale de la figure 1, un liquide de culture 21 est introduit dans un réservoir de culture 1 et un conduit d'apport d'air 2 conventionnel, formant conduit diffuseur, est situé à la partie inférieure du réservoir. D'autre part, un conduit d'évacuation de gaz 4 pour évacuer les bulles 3 formées dans le réservoir de culture 1 est prévu à la partie supérieure du réservoir. De l'ammoniac pour réguler le pH est fourni par un conduit 14. Pour empêcher un reflux d'ammoniac, une vanne anti-retour 17 est placée entre le conduit 14 pour l'ammoniac et un conduit 19 relié à une membrane en métal fritté 18. Il est souhaitable que cette membrane 18 soit placée à un endroit o elle est totalement immergée dans le liquide, c'est-à-dire dans une position aussi basse que possible dans le réservoir. De l'air comprimé est fourni par un conduit 15 au conduit diffuseur 2 conventionnel. Un conduit 16 pour de la vapeur de stérilisation est relié au conduit diffuseur 2 conventionnel et au conduit diffuseur 19 menant à la membrane en métal fritté. Le conduit d'évacuation de gaz 4 est relié à un cyclone 5 qui est relié pour sa part au réservoir de culture par un conduit de recyclage de liquide 11. En outre, un conduit d'évacuation de gaz 10 du cyclone est relié à un autre cyclone 7 qui est relié pour sa part au réservoir de culture par un conduit de recyclage 12. Bien entendu, le conduit de recyclage de liquide 11 peut être relié au conduit de recyclage 12. Le signe de référence 6 désigne un conduit d'évacuation de gaz du cyclone 7, le signe de référence 8 désigne des pales d'agitateur, le signe de référence 9 désigne un moteur d'agitateur, le signe de référence 13 désigne un conduit d'apport d'antimousse et le signe de référence 20 désigne un conduit d'apport de saccharide. L'air introduit au niveau de la partie inférieure du réservoir de culture 1 subit un cisaillement de la part des pales d'agitateur et est dispersé en fines bulles. D'autre part, l'air fourni par la membrane en métal fritté est introduit dans le liquide de culture à l'état finement dispersé. Au cours de la culture, le pH est régulé par le fait que, quand le pH est abaissé du fait du métabolisme des micro-organismes ou de la formation d'un acide aminé, de l'ammoniac est introduit par le conduit correspondant et est soumis à un cisaillement de la part des pales d'agitateur. La demande en oxygène des micro-organismes peut être satisfaite et la culture peut être réalisée sans contamination bactérienne grâce à l'apport d'oxygène au moyen de l'appareil de culture selon la présente invention. En outre, la productivité d'une substance utile recherchée peut être améliorée remarquablement par la mise en ceuvre d'une culture à une haute concentration de micro-organismes. Selon la présente invention, la productivité peut être largement améliorée sans diminution des rendements dans un réservoir de culture pour une production réelle. La culture peut être réalisée en une plus courte durée sans contamination bactérienne. Ainsi, il est possible d'augmenter la production d'une substance souhaitée par unité de temps et d'améliorer ainsi la productivité. La présente invention va être illustrée plus précisément grâce aux exemples non limitatifs suivants. Exemple 1 On a réalisé la production d'acide glutamique par fermentation au moyen d'un micro-organisme producteur d'acide glutamique, Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869, et d'un appareil de culture tel que celui qui est représenté sur la figure 1 (volume total du réservoir de culture: 310 m3). On a préparé un milieu de culture en ajoutant des additifs à 140 m3 de mélasse ayant une concentration en saccharide de g/L de manière à obtenir la composition montrée dans le tableau 2 ci-dessous. On a inoculé à ce milieu environ 10 m3 de Brevibacterium /actofermentum ATCC 13869 que l'on avait cultivé au préalable dans un milieu de même composition, puis on a cultivé à 31,5 C en aérant sous agitation et en maintenant le pH à 7, 5 avec de l'ammoniac. On a fixé la pression interne du réservoir de culture à 45 x 103 Pa manométriques (0,5 kgf/cm2 manométrique). Quand la concentration en saccharide du milieu a diminué à moins de 3 % au cours de la culture, on a continué la culture tout en régulant la concentration du saccharide entre 2 et 4 % en ajoutant de petites quantités de mélasse ayant une concentration en saccharide de 350 g/L. Quand la concentration de l'oxygène dissous dans le milieu a diminué à moins de 1,6 ppm, on a interrompu l'addition du saccharide et on a régulé la concentration de l'oxygène dissous de manière à la maintenir au moins égale à 1,6 ppm. En outre, quand la quantité de micro-organismes a atteint un niveau prédéterminé au cours de la culture, on a ajouté du tensioactif Tween 60 au milieu de manière à atteindre une concentration de 0,6 % dans le milieu. Par ailleurs, on a employé comme agent antimousse un agent de type PPG (polypropylèneglycol AZ20R produit par Nippon Oil & Fats Co., Ltd.). Tableau 2 Dihydrogénophosphate de potassium 3 g/L Urée 4 g/L Sulfate de magnésium heptahydraté 0,5 g/L Sulfate de fer (II) heptahydraté 20 mg/L Sulfate de manganèse tétrahydraté 20 mg/L Chlorhydrate de thiamine 200 pg/L Hydrolysat de protéines de soja 5 mL/L (teneur en azote totale: 40 g/L) Biotine 30 pg/L On a réalisé la culture au moyen d'un appareil de culture équipé d'une membrane en métal fritté en SUS 316L. On a utilisé une membrane en métal fritté d'une taille de pores de 5 pm dont on a fixé la superficie pour obtenir une vitesse linéaire de l'air fourni de 0,04 m/s. On a régulé la distribution du gaz d'aération au moyen d'une vanne de commande afin d'obtenir un rapport conduit conventionnel:conduit à membrane en métal fritté = 2:8. La demande en oxygène des microorganismes a augmenté immédiatement après le début de la culture, et 5 h après le début de la culture, la concentration de l'oxygène dissous a diminué rapidement. Tandis que la concentration de l'oxygène dissous diminuait, on a fourni de l'ammoniac par le conduit conventionnel pour réguler le pH. Au bout de 10 h environ, le saccharide ajouté initialement était consommé et la concentration en saccharide avait baissé à 3 % ou moins, de sorte que l'on a commencé à ajouter du saccharide. Au bout d'environ 12 h, la consommation d'oxygène par les micro-organismes a atteint un maximum, après quoi on a observé une tendance à une diminution progressive. Au bout de 24 h, on a arrêté la culture quand la quantité de liquide de culture a atteint 76 à 80 % du volume du réservoir de culture. Au cours de la culture, la vitesse d'addition du saccharide ne compensait pas la consommation de sorte que la concentration de l'oxygène dissous était toujours supérieure ou égale à 3 ppm. La quantité finale de liquide de culture a atteint 240 m3 et on a obtenu 86 g/L d'acide glutamique. Au cours de la culture, on a observé un phénomène de moussage dans le système, mais il a été possible de Zl supprimer ce moussage au moyen d'un procédé conventionnel de sorte que l'on a pu réaliser la culture sans que le liquide de culture ne déborde du cyclone prévu à la sortie d'évacuation du réservoir de culture. De plus, il n'a pas été nécessaire de soumettre le gaz introduit à un cisaillement au moyen de pales d'agitateur si bien que l'on a pu réaliser la culture en consommant environ 60 % de l'énergie d'agitation nécessaire pour le procédé conventionnel. Exemple comparatif 1 On a réalisé une culture comparative en utilisant un appareil de culture dépourvu de membrane en métal fritté, tel que celui représenté sur la figure 2. On a réalisé la totalité de l'aération au moyen du conduit conventionnel. On a réalisé la culture de Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869 dans les mêmes conditions que celles qui ont été employées dans l'exemple 1, avec la même concentration de mélasse. Comme dans l'exemple 1, environ 5 h après le début de la culture la concentration de l'oxygène dissous a diminué rapidement. Au bout de 10 h de culture, on a commencé à ajouter le saccharide. Pour réguler la concentration de l'oxygène dissous à 1,6 ppm, la vitesse d'addition du saccharide était plus basse que dans l'exemple 1. Au bout de 12 h environ, la demande en oxygène a atteint une valeur maximale qui était toutefois égale à 60 % de la valeur obtenue dans l'exemple 1. Au bout de 40 h, on a arrêté la culture quand la quantité de liquide de culture a atteint 78 % du volume du réservoir de culture. La quantité finale de liquide de culture a atteint 240 m3 et on a obtenu 84 g/L d'acide glutamique. Le tableau 3 présente un résumé des résultats obtenus dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1. Tableau 3 Eléments à comparer Exemple Exemple 1 comparatif 1 Quantité finale de liquide de culture (m3) 242 242 Quantité finale de liquide de culture (%) 78 78 Volume total du réservoir de culture (m3) 310 310 Concentration d'acide L-glutamique accumulé (g/L) 84 86 Durée de la culture (h) 40 26 Productivité (g/L/h) 2,1 3,3 Vitesse d'absorption d'oxygène 1,0 1,67 (vitesse dans l'exemple comparatif = 1) Energie utilisée 1,0 0,61 (énergie dans l'exemple comparatif = 1) Rendement (%) 46,0 47,1 REVENDICATIONS 1. Réacteur, de préférence un fermenteur, comprenant au moins deux conduits différents, caractérisé en ce que: un conduit disperse et fournit au moins un gaz au sein du réacteur (1) au travers d'un conduit (2) dans le but de contrôler les conditions de réaction, de préférence les conditions de fermentation en particulier le pH; un conduit dispersant et fournissant au moins un gaz qui est utilisé comme réactif, de préférence utilisé comme réactif pour les microorganismes, au travers d'une membrane de métal fritté (18) située à la fin du conduit (19). 2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit utilisé pour contrôler les conditions de réaction fournit un gaz dans la partie inférieure situé en dessous des pales, avantageusement ce gaz de contrôle est l'ammoniac, éventuellement mélangé à de l'air ou oxygène, en particulier ce conduit est isolé du conduit comportant la membrane de métal fritté, par un système anti-retour tel que clapet anti-retour. 3. Réacteur selon l'une des revendications i ou 2, caractérisé en ce que la quantité de gaz fourni à travers la membrane de métal fritté varie de 10 à 80 % de la quantité totale de gaz fourni. 4. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la membrane de métal fritté est choisie parmi le nickel, l'acier inoxydable, l'inconel, le titane et autres métaux similaires, de façon à ce que la membrane ait une résistance mécanique, une résistance chimique, ou une résistance aux chocs thermiques suffisante. 5. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le métal de membrane fritté n'a pas de forme particulière mais peut être choisi parmi les.formes plate, curviligne, sphérique, conique, cubique, polyhédrique ou similaires. 6. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de la membrane de métal fritté laisse pénétrer l'air, I'oxygène ou un mélange de ces gaz au travers de cette membrane. 7. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la taille des pores de la membrane de métal fritté et la vitesse linéaire du courant de gaz d'aération sont de préférence comprises entre 1 et 20 pm et entre 0,04 et 0,11 m/s, respectivement, comme les performances d'un aérateur à fines bulles, et de préférence environ 5 pm et environ 0,04 m/s, respectivement. 8. Procédé pour la culture aérobie, dans lequel on fournit de I'ammoniac et de l'oxygène simultanément, caractérisé en ce qu'il comprend: une dispersion et une fourniture d'air, d'oxygène, ou un mélange gazeux de ces gaz au sein d'un réacteur au travers d'une membrane de métal fritté (18) située à la sortie d'un conduit diffusant (19); et simultanément, une dispersion et une fourniture d'ammoniac ou d'un mélange de gaz d'ammoniac et d'air au sein d'un réacteur (1) au travers d'un conduit diffusant (2) autre que celui décrit ci-dessus. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour éviter un retour d'ammoniac de l'air, de l'oxygène ou un mélange d'air et d'oxygène est fourni en continue. 10. Procédé selon des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la dispersion d'ammoniac est fournie dans la partie située en dessous des pales, avantageusement cette dispersion d'ammoniac est réalisée par un conduit isolé tel que clapet anti-retour. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la quantité d'oxygène fournie au travers de la membrane de métal fritté varie en accord avec la quantité d'oxygène requise, mais est préférablement comprise entre 10 et 80 % de la quantité totale de gaz fourni. 12.Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la membrane de métal fritté est une membrane frittée de métal choisi parmi le nickel, I'acier inoxydable, I'inconel et le titane. 13.Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la vitesse linéaire du courant de gaz d'aération est comprise entre 0,04 et 0,11 m/s, et est de préférence d'environ 0,04 m/s 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la culture aérobie comprend la production par fermentation d'acides aminés, la production par fermentation d'acides nucléiques, la culture de levures et la culture de moisissures.