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Biomolécules & Bioprocédés

Compétences et prestations

Identification et génération de nouvelles biomolécules d’intérêt

Fonctionnalisation, vectorisation et intégration dans des matrices complexes

Caractérisation de leurs activités biologiques : anti-inflammatoire, anti-proliférative et antioxydante.

Équipements

Equipements dédiés à l’extraction, la purification, la séparation et la caractérisation de biomolécules en mélanges complexes. Les volumes vont de l’échelle laboratoire (10 mL) à l’échelle pilote (20 L)

légende à insérer

Procédés membranaires
Pilotes de laboratoire de filtration membranaire, microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration (Millipore, GE HealthCare) avec des surfaces de membranes de 88 cm2 à environ 1 m²)

Procédés chromatographiques
Chromatographie liquide basse pression (Akta GE HealthCare), équipés de détecteurs variés (UV, pH, conductimétrie) et de collecteurs de fractions

Procédés de concentration / séchage
Concentration/séchage, à différentes échelles
Évaporation sous vide : speedvac, rotavapor (Eppendorf, Büchi)
Lyophilisation : 2 lyophilisateurs de 1 et 6 kg avec 24 h de capacité de glace (Heto, Cryotec)

Plateforme analytique
Chromatographie liquide haute performance (UPLC Shimadzu) et différents détecteurs (DAD, Fluo, RI, ELS, Conductimètre), couplée à la spectrométrie de masse (ESI/DUIS simple et triple quadripôle Shimadzu et Thermo)
Electrophorèse capillaire (Agilent) couplée à la spectrométrie de masse (ESI simple quadripôle Agilent)
Chromatographie de perméation de gel (GPC Malvern) couplée à une multi-détection : RI, UV, diffraction de lumière aux petits angles, LALS
Chromatographie en phase gazeuse TCD/FID

Bioproduction

Compétences et prestations

Mise en œuvre de procédés de cultures de micro-organismes ou de cellules animales ainsi que de réactions enzymatiques : établissement de conditions optimisées

Études des contraintes hydrodynamiques et nutritionnelles subies par des cellules animales ou microbiennes en cours de bioprocédés

Études des changements d’échelle des procédés

Développement d’outils de suivi en ligne de bioprocédés

Intensification de bioprocédés microbiens ou enzymatiques

Équipements

Bioréacteurs de volumes variant de 250 mL à 2 L pour les cultures de cellules animales, de 250 mL à 100 L pour les cultures microbiennes et de 500 μL à 2 L pour les réactions enzymatiques.

Bioréacteurs de culture de cellules animales
Au sein d’une salle blanche :

• Suivi en-ligne de cultures en fioles : plateforme Khüner à agitation orbitale, le suivi en ligne de l’oxygène dissous et du pH, à l’aide d’outils fluorimétriques présents au cours de cultures en fioles
• Mini-bioréacteurs : 6 bioréacteurs GPC de 250 mL permettant de cribler en parallèle différents environnements nutritionnels et/ou hydrodynamiques, avec des mobiles d’agitation interchangeables
• Bioréacteurs mécaniquement agités : ensemble de bioréacteurs de 2 litres instrumentés pour l’étude de divers procédés de culture
• Suivi en-ligne de cultures en réacteurs : en plus des capteurs classiques (température, pH, oxygène dissous, agitation), les bioréacteurs peuvent être instrumentés avec des sondes à CO2 dissous et des sondes spectroscopiques (capacitance, NIR, RAMAN)

Bioréacteurs de culture microbienne

• Mini-bioréacteurs : plateforme de 6 minibioréacteurs en parallèle (Infors) de 250 mL, pour le criblage et l’optimisation de conditions de culture
• Bioréacteurs mécaniquement agités : bioréacteurs de 1 à 70 litres (GPC, Applikon), pour l’étude de bioprocédés microbiens aérobies et anaérobies. En plus des capteurs classiques, ils peuvent être équipés de sondes à CO2 dissous et d’une analyse en-ligne des gaz par chromatographie gazeuse (SRA ; Shimadzu)
• Bioréacteur air-lift : bioréacteur de 22 litres à agitation pneumatique, développé en interne, dédié à la culture de microorganismes sensibles aux contraintes de cisaillement (Streptomyces sp.,…)
• Réacteurs de méthanisation : bioréacteurs de 1 et 100 litres, dédiés à l’étude du procédé de méthanisation. Pilote de 100 litres, utilisable en conditions ATEX, couplé à une analyse en ligne du biogaz (volume, nature), pour l’étude de l’intensification du procédé

Bioréacteurs enzymatiques

• Bioréacteurs enzymatiques : bioréacteurs de 1 mL à 2 litres
• Réacteurs de synthèse en parallèle : une plateforme de 12 réacteurs agités, thermostatés
• (Radleys) pour le criblage et l’optimisation de réactions enzymatiques (volume de quelques ml) ; une plateforme automatisée de 8 à 16 réacteurs en parallèle (jusqu’à 20 ml), agités, thermostatés (Chemspeed ASW 1000) avec prélèvement automatique et injection en ligne dans un système chromatographique HPLC
• Bioréacteur à micro-ondes (300°C, 80 bar max, 1200 W max, AntonPaar), bioréacteurs à ultrasons de 500 à 700 mL (NexTgen- SinapTec, sonotrode 20 KHz, 5-6 bar max, vitesse d’agitation jusqu’à 3000 trs/min) et bioréacteur sCO2 (Jasco) : réacteurs permettant l’intensification de procédés enzymatiques par l’accroissement des transferts de chaleur ou de matière ou pour développer des procédés continus sans solvant organique
• Micro-bioréacteur : réacteur de 500 µL alimenté par une micro-pompe (HNP), utilisé pour l’intensification de procédés enzymatiques continus utilisant des enzymes immobilisées

légende équipement

légende équipement

Bioraffinerie, production biosourcée

Compétences et prestations

Extraction de petites molécules (extractibles du bois) et de biopolymères (lignine, hémicelluloses, pectines.)

Synthèse et extrusion réactive de bio-polymères

Prétraitement de lignocelluloses avant hydrolyse et fermentation pour la production de biocarburants liquides ou de molécules plateforme pour la chimie et les matériaux

Dépollution de bois issu du recyclage pour des applications énergie ou matériaux

Densification énergétique par la production de black pellets

Dépolymérisation de la cellulose et de la lignine

Production de biochar, bio-huiles et syngas

Production de molécules chimiques à haute valeur ajoutée par catalyse

Mots clés : Explosion vapeur, organo-solvant, lignine, cellulose, liquéfaction, pyrolyse

Équipements

Équipements dédiés à la valorisation du bois et d’autres biomasses lignocellulosiques (pailles, écorces, etc.) par des procédés physico-chimiques (hydrolyse, traitement Organosolv, explosion à la vapeur, torréfaction, pyrolyse, liquéfaction, etc.).

légende à insérer

• une caractérisation complète des biomasses (cendres, macromolécules, volatiles, etc.) et leur mise en forme (broyage, granulation, et

• un prototype d’explosion à la vapeur échelle laboratoire

• un ensemble de réacteur haute pression (jusqu’à 200 Bar d’hydrogène), batch et continu, pour l’étude de la dépolymérisation et de l’hydrogénation de la biomasse, avec analyses in-situ

• des réacteurs de pyrolyse et de gazéification pilote jusqu’à 50 kg/h

• un ensemble d’analyseurs pour l’analyse des liquides et gaz : chromatographie liquide (dont semi-préparative) et gazeuse, de nombreux spectromètres de masse dont un spectromètre unique à photoionisation laser