Fermenteur

Au centre se trouve le fermenteur. Celui-ci sert à cultiver des micro-organismes tels que des bactéries, des champignons ou des cellules pour la production biologique.
 

Réacteur

Notre réacteur a un volume de 31 litres et sert à la production, la séparation et la purification de composés chimiques. Grâce à la distillation, à l'extraction et à d'autres procédés, nous obtenons des produits d'une grande pureté.

Laveur de gaz

Sur le côté droit se trouve le laveur de gaz. Le laveur de gaz sert à éliminer les polluants gazeux d'un flux de gaz.


 

La fermentation consiste à transformer des matières organiques à l'aide de micro-organismes, c'est-à-dire de levures, de bactéries ou de cellules. Les hydrates de carbone (sucre) sont alors transformés en alcool ou en acide. Les micro-organismes peuvent produire de l'adénosine triphosphate (ATP) par fermentation, même dans des conditions de faible teneur en oxygène. L'ATP est une molécule chimique qui sert de réserve d'énergie dans la cellule.

Dans notre vie quotidienne, les processus de fermentation se retrouvent par exemple dans la conservation d'aliments comme la choucroute ou dans la fabrication de pain au levain, de yaourt et de vin. Dans le domaine de la biotechnologie, la fermentation est une méthode très répandue. Différentes molécules utiles peuvent ainsi être produites. L'insuline (l'hormone du diabète) et certains antibiotiques (comme la pénicilline) en sont des exemples.

Quel est notre objectif ?

Notre objectif est de produire de l'éthanol (un alcool) en continu à l'aide de cellules de levure. L'éthanol peut être utilisé comme désinfectant. Le fermenteur contient un milieu. Un milieu de culture microbiologique est un mélange de substances qui favorise et soutient la croissance des micro-organismes. Les milieux de culture contiennent des nutriments, des sources d'énergie, des facteurs de croissance, des minéraux, des métaux, des sels tampons et des gélifiants (pour les milieux solides).

Des cellules de levure sont ajoutées au milieu. C'est ce que l'on appelle « l'ensemencement ». Ensuite, les levures sont stimulées pour se développer. Pour cela, ils ont besoin d'une température de 30 °C, ainsi que d'un pH de 5. Le pH ne doit donc être ni trop acide ni trop basique. Dès que les levures se sont suffisamment développées, l'apport d'air est stoppé. Ensuite, on ajoute du glucose (sucre). Dans un environnement pauvre en oxygène, les cellules de levure produisent alors de l'énergie à partir du glucose et fabriquent ainsi de l'éthanol et du CO₂.

Lors de la fermentation, il est très important de travailler sans germes (travail stérile). Cela est important pour éviter toute contamination et garantir qu'aucun micro-organisme ou substance étrangère indésirable ne pénètre dans l'environnement de travail. C'est pourquoi le milieu et tous les matériaux utilisés sont préalablement chauffés à l'état humide (autoclavage).

Le mot « distillation » vient du latin « destillare » et signifie « tomber goutte à goutte ». Il s'agit d'un procédé de séparation basé sur des points d'ébullition différents. Il existe différents types de distillations. Les propriétés du mélange à séparer sont décisives pour le choix de la distillation appropriée.

Mais comment se déroule une telle distillation ?

Le mélange est chauffé dans le réacteur. Dès que le point d'ébullition est atteint, les substances les plus volatiles s'évaporent en premier. Ceux-ci montent ensuite en direction du radiateur. Là, la vapeur se refroidit et se condense à nouveau en un liquide. Le distillat est recueilli dans un récipient séparé. Grâce à la distillation, nous obtenons ainsi un alcool plus fort.

Si le point d'ébullition est très élevé, on peut procéder à une distillation sous vide. En abaissant la pression, on abaisse le point d'ébullition du liquide. Cela permet de vaporiser le liquide à une température plus basse. Ainsi, moins d'énergie est nécessaire. De plus, il existe des substances sensibles à la chaleur qui pourraient se décomposer à des températures trop élevées.