LU86023A1 - Systeme et appareillage de fermentation en reservoirs souples - Google Patents

Description

i - i - j i ! *

La présente invention concerne un système de fermentation de liquides initialement stériles, par des microorganismes en culture pure, dans des conditions évitant toute infection par d’autres * 5 microorganismes, que la fermentation soit continue ou non, procédé mettant en oeuvre un seul ou plu- * sieurs réservoirs souples disposés en série ou en parallèle, initialement stériles ou complètement stérilisés, ainsi que les appareillages lui permet- 10 tant.de fonctionner.

Elle concerne aussi la refermentation de liquides non recontaminés par des microorganismes indésirables, ainsi que la culture de microorganismes.

Le ou les réservoirs souples sont consti-15 tués par des enveloppes souples, flexibles, de f forme généralement quelconque, mais surtout cylindrique et terminées par des sections hémisphériques ou autres, immergées dans un liquide qui peut être de l'eau dans laquelle on a, ou non, dissout ou 20 dispersé des solides, liquides ou sels, afin de lui conférer des propriétés désirables.

Dans son exécution la plus simple le système et les appareillages lui permettant de fonctionner ne comporte qu'un réservoir souple par fermenteur.

25 Dans la figure 1 on as 1 s Réservoir souple.

2 s Liquide dans lequel est immergé le réservoir souple.

3 s Atmosphère gazeuse, à la pression atmosphérique, * 30 comprise entre le liquide 2 et les parois de l'enceinte recouvrant le bassin 4.

" 4 : Bassin contenant le liquide 2.

5 : Toiture rigide ou souple (facultative si i l'atmosphère 3 est de l'air) j 35 6 : Pompe aseptique de circulation.

; 7 : Arrivée du liquide stérile à fermenter.

8 ; Arrivée aseptique .d'air ou d'oxygène stérile . et de culture rigoureusement pure du ou des microorganismes mis en oeuvre. ft I *' ff - 2 - 9 : Sortie aseptique du liquide fermenté.

10: Sortie du gaz produit par la fermentation.

11: Appareil évitant toute contamination du contenu dù réservoir souple 1 par des microorganis-5 mes autres que ceux ayant été introduits initialement en 8.

12 : Appareils maintenant les caractéristiques désirées dans le liquide 2. (température, teneur * en oxygène . . .) 10 13 : Filet, faux-fonds, ou réseau de distribution du liquide d’immersion servant à réaliser des déformations locales de la membrane souple du réservoir.

L’ensemble du système est stérilisé avant la 15 mise en service et, sauf accident, ne doit plus l’être au cours de sa vie, à condition que les produits suivants: liquide à fermenter, ainsi que l’air ou l’oxygène soient parfaitement stérilisés par des procédés connus avant de pénétrer dans le 20 système, que la culture de microorganismes soit ; rigoureusement pure et introduite aseptiquement ( dans le système, que les soutirages de liquides i fermentés et stockés soient réalisés aseptiquement ! et que le maintien en mouvement du contenu du ré- i 25 servoir souple, réalisé par pompage ou au moyen ; d’un agitateur, ainsi que l’évacuation des gaz de fermentation ne permettent à aucun microorganisme différent de celui mis en oeuvre de s'introduire dans le liquide faisant l'objet d’une fermentation 30 contrôlée par un microorganisme sélectionné.

, ; Le réservoir souple, initialement vide et stérile, est alimenté aseptiquement en liquide ·! stérile et en culture pure et gaz oxygène ou air 35 stérile si nécessaire vu le type de microorganis-\ me et donc de fermentation mis en oeuvre, le ! liquide stérile ayant une faible teneur en gaz.

i Le liquide est agité, par exemple par pompage en circuit fermé. Il est maintenu à la température 40 désirée et reste totalement à l’abri des fermentations parasites alors que les gaz de fermenta- à

Jb - 3 - tions éventuels sont évacués de la partie supérieure du réservoir souple vers l'extérieur ou vers une installation de récupération en passant par un appareil éliminant tout risque de réin -5 fection du contenu du réservoir souple.

Les microorganismes restent dispersés dans le réservoir souple dont le contenu est en mouvement alors que les dépôts d'épaisseur significative sur les membranes souples du réservoir sont 10 régulièrement détachés grâce à l'action extérieure sur ces membranes souples d'efforts localisés provoquant leur déformation; ces efforts localisés étant réalisés mécaniquement ou encore hydrauliquement au moyen de jets localisés met-15 tant en oeuvre le liquide dans lequel est immergé le réservoir souple.

La pompe de circulation assurant le maintien en mouvement du liquide en cours de fermentation est du type grand débit, faible pression ; 20 ou encore du type faible débit, pression élevée, si le maintien en mouvement du contenu du réservoir souple est obtenu indirectement via un ! hydroéjecteur, mais cette pompe est de préféren ce une pompe aseptique d'un type nouveau décrit 25 ci-après ( fig.II ) ou analogue à ce dernier.

Dans la figure II on a: 1 s Moteur 2 s Arbre de la pompe i * I 3 : Bourrage de la pompe | 30 4 : Corps de pompe ! 5 : Arrivée du fluide pompé ! · 6 : Départ " ’ 7 : Bac à antiseptique 8 : Antiseptique 5 35 9 : Plateforme mobile 7' et 9’ î Positions de 7 et 9 quand la pompe n'est plus immergée dans l'antiseptique, 1. lors d'une réparation et de la stérilisa- ; ‘ tion par la chaleur.

i

II

- 4 - I *

Les éléments 3 - 4 - 5-6 de la pompe sont stérilisés par tous moyens classiques, dont 5 par l'eau ou la vapeur contenant, ou non, un 5 produit assurant la destruction des microorga nismes , après quoi la cuve 7 contenant un ex-, cès d'antiseptique stable et froid 8 est rele vée grâce à la plateforme 9, de façon à ce que 10 les éléments stériles de la pompe par lesquels une réinfection serait possible en quelques jours, mois ou années soient immergés dans une quantité importante d'antiseptique froid.

Celui-ci est choisi parmi un grand nombre 15 de compositions possibles de façon à ce qu'il ne puisse, s'il en pénètre des traces dans le liquide véhiculé par la pompe, nuire aux qualités organoleptiques de ce liquide ou à la santé des consommateurs.

20 La pompe aseptique décrite figure II

convient mal quand le débit horaire est très ! * : ? - 5 - élevé, de l'ordre de 500 à 1000 m et plus.

Pour les débits très importants le diamètre des tuyauteries est de 0,5 à 1 mètre, voire supérieur et, de plus, il est alors préférable 5 de faire construire le circulateur sur plans.

Dans de tels cas le bac mobile (7) ne convient pas. Il est remplacé par une chambre ou citerne de vastes dimensions.

La pompe ou le tuyau comportant une hélice, 10 son arbre et le bourrage, ainsi que les brides d'accouplement avec le réseau de tuyauteries rigides, sont stérilisés.

Ensuite, de l'antiseptique est immédiatement déversé sur les parties, normalement très 15 chaudes, stériles, par lesquelles une réinfection serait possible en cas de micro-fuite, * puis la citerne est rapidement remplie d'anti septique, devenant ainsi 1'équivalent du bac 7 de la figure II.

20 Des vannes étanches de très grand diamètre ne sont pas nécessaires quand, une réparation s'imposant, il importe d'isoler la pompe géante des réservoirs souples, car la pression dans le réseau liquide ne dépassant pas 0,5 K°/cm , il 25 suffit d'écraser deux sections souples du réseau i de transfert du liquide, l’une en aval et l'au tre en amont du circulateur, pour pouvoir isoler ce dernier. Reste ensuite à restériliser de façon appropriée la fraction de l'instal-30 lation ayant été infectée et à remettre le circulateur en route en assurant l'aseptie totale , " et permanente grâce à l'antiseptique.

! - Au besoin la pression à l'extérieur des gaî- ’ nés souples peut être maintenue hydrauliquement 35 afin qu'il y ait équilibre de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la gaine .

; L'utilisation simultanée de gaines souples et de la stérilisation par la vapeur fluente impose | que la pompe comporte une arrivée de vapeur, 40 une sortie de condensât et un dispositif d’ali ' . mentation en air ou oaz inerte stérile. lu I 11

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• ;? - 6 -

Les antiseptiques les plus simplesr pouvant convenir, sont les solutions concentrées d'hydroxydes de sodium ou de potassium ainsi que d'.acides forts tel l'acide sulfurique, 5 mais des dizainsd* autres compositions peuvent aussi réaliser de la sorte l'aseptie d'appa-; reils peu coûteux , n'ayant pas été spéciale ment construits en vue d'opérer aseptiqueraent ï et présentant une ou plusieurs possibilités 10 de micro-fuites permettant la réinfection du produit circulant dans l'appareil. Ce dernier peut être une pompe, un disperseur, un broyeur colloïdal, un séparateur centrifuge continu et même une simple connexion par brides ou rac-15 cords démontables.

Une caractéristique remarquable de cette nouvelle technique est d'assurer le maintien de l'aseptie durant des périodes extrêmement longues, d'une façon très simple, fiable et peu 20 coûteuse, l'élimination des risques de réinfection étant totale pour autant qu'on surveille de temps à autre le volume et la composition du liquide bactéricide d'immersion.

Cette technique nouvelle, nécessaire pour 25 des appareils qui ne sont pas disponibles en exécution aseptique, présente un avantage majeur vis à vis des réalisations dites aseptiques car 1' aseptie est totalement garantie et n'exige qu'un minimum d'entretien alors que les organes 30 responsables de l'aseptie des réalisations dites aseptiques exigent un entretien suivi d'une stérilisation dont la fréquence varie entre une fois par jour et une fois par 50 à 100 jours, fréquences impliquant des risques et des périodes d'ar-35 rêt non admissibles quand il importe de réaliser les fermentations dont question.

L'utilisation de réservoirs souples permet d'éviter tous mouvements de gaz au cours des manoeuvres de remplissage et de vidange succes-40 sives. Tout homme de l'art sait combien il est

difficile et peu sûr de stériliser des débits M

- 7 - importants de gaz. Ce problème est éliminé.

L'immersion des réservoirs souples dans un liquide conduit aux avantages suivants s - Réduction des sollicitations auxquelles l'enve-5 loppe est soumise et, vu ceci, possibilité de réaliser d'immenses réservoirs souples pour 4 liquides.

- Protection contre les déprédations volontaires ou accidentelles, humaines ou animales.

10 - Contrôle aisé de la température.

- Conjointement avec une forme adéquate de la surface sur laquelle le réservoir est disposé, assure une pression quasi constante, facilitant la vidange des liquides emmagasinés.

15 - Réduction ou suppression de l'oxydation du contenu des réservoirs.

- Mise en suspension aisée des dépôts susceptibles d'adhérer aux parois souples réalisée hydrauliquement grâce à des jets localisés de liquide 20 d'immersion ou par action mécanique.

A propos de l'oxydation, la membrane formant la paroi des réservoirs souples sera choisie en fonction des exigences du liquide et de la fermentation qu'il subit.

25 La perméation de l'oxygène au travers de la membrane du réservoir souple et des gaines ou tuyauteries souples ou rigides qui y sont raccordées et ou circule le liquide est la seule source d'-oxydation involontaire du liquide en fermentation.

30 Selon le type de fermentation le liquide a besoin de quantités d'oxygène extrêmement variables, allant de zéro à beaucoup. Le "zéro" correspond aux microorganismes anaérobies stricts et le "beaucoup" aux microorganismes aérobies stricts, alors.

35 que, pour la fermentation alcoolique, économique-! ment très importante, les quantités d'oxygène re-

quises sont faibles. Dans ce dernier cas il convient généralement qu'il n'y ait d'apport d'air ou d'oxygène stérile en quantités bien déterminées 40 qui durant les périodes pendant. ‘ squelles le liquide fermenté n’est pas soutiré du réservoir en A

1 t ' *r - 8 - mise en vente. Cette règle n'est cependant pas absolue car, même pour la bière terminée, dont l'air est un ennemi redoutable, certaines bières très foncées, de fermentation haute, tel le Stout, 5 peuvent être améliorées par la présence de traces d'oxygène.

Quand il est impératif de réduire ou de supprimer l'oxydation, le procédé faisant l'objet de la présente invention met en oeuvre me ou plusieurs des 10 techniques ci-après: - Réduction totale ou partielle, par procédés physiques, chimiques ou biologiques de la teneur en oxygène du liquide d'immersion.

- Protection ou recouvrement de la surface du 15 liquide supprimant ou réduisant la vitesse de dissolution des gaz dans le liquide d'immersion.

- Remplacement de l'air à la surface de ce liquide par un gaz appauvri en oxygène ou encore dépourvu d'oxygène.

20 - L'influence du liquide d'immersion sur la ten sion dans la membrane est très importante.

Soit un réservoir de 300 m3, diamètre 5 m. hauteur à l'état rempli 3 m. ( 80% de degré de remplissage ), densité du liquide à fermenter :1,08.

25 - Le réservoir étant à l'air libre, on aurait com me tension: DH2 _ 1.08 x 3002 „1 _ ~4---4- X IÖÖÖ ~ 24,3 Kg/Cm · - Le réservoir étant immergé dans de l'eau on a: DH2 _ 0,08 X 3002 „1 _ , „ / 2 "4---4- X 1000 " 1,8 Kg/Cm 30 .- Le réservoir étant immergé dans de l'eau dont le poids spécifique a été amené à 1,07 la tension serait : DH2 _ 0,01 X 300 2 .. 1 _ „ 2 -4---4-x ΐοδο " 0,225 Kg/cm

A la limite, si les densités sont identi-35 ques à l'intérieur et à l'extérieur du réservoir souple, ce dernier conserve sa forme initiale, cylindrique d- B l'exemple considéré et la souplesse de ses parois est. maximum vu l'absence de J

b - 9 - * tension. De plus, dans ces conditions, le réservoir peut être rempli â 100%.

j Le procédé permet certes de réaliser des fermentatiœs discontinues, pour lesquelles on 5 remplit le réservoir, laisse fermenter puis transfère le liquide fermenté dans d'autres réservoirs, semblables ou différents. Cette façon de procéder s’impose pour certaines fermentations.

En brasserie il est généralement préférable 10 de réaliser une fermentation continue ou proche de celle-ci et alors, pour une densité initiale, déjà élevée de, par exemple, 1.072, la bière fermentée en circulation à une densité de l'ordre de 1.015.

2 15 - Tension dans la membrane: 0,3375 K /cm .

- Cacl2 à ajouter à l'eau de bassin pour équilibrer environ les densités + 2%.

- Le choix de la membrane et du traitement de dégazage du liquide d'immersion dépend du degré 20 d’anaérobiose à maintenir dans le liquide en fermentation.

Avec une membrane en polyéthylène haute densité de 2 mm. d'épaisseur et de l'eau en mouvement, saturée d'oxygène, la perméabilité de la membrane 25 est P = 3,3 v °*3 = 3*2 cm3 d'oxygène/jour/m3. u 2

Si un réservoir de 300 m reçoit par 24 heures 60 m3 de moût dense saturé d’oxygène, ce der-nier représente environ 540 grammes ou 378.000 cm . d’oxygène, alors que la membrane ne peut en laisser 30 passer qu'environ 1181 cm . Aussi de l'oxygène gazeux doit-il être injecté dans le flux de bière s pour que la reproduction de la levure soit suffi sante.

î Par contre, si le réservoir est utilisé pour y 35 réaliser une fermentation secondaire très lente,le choix d'une membrane peu perméable est indiqué.

, Avec une membrane d'une perméabilité réduite, du

type 2 mm. en polyéthylène haute densité avec couche barrière en Clarène L. ( Solvay ) ou en chlorure de 40 polyvinylidène on arrive à une perméabilité minime I

de la membrane. ‘ I

λ r ’ · - 10 -

La perméabilité du produit barrière, le —4 3

Clarène L, étant 6 x 10 cm /cm/jour/atmosphère/ m2, celle d'un film de clarène de 0,01 mm.

✓ -4 3 3 d'épaisseur est 6x10 xlO x 0,2 = 0,12 cm / 2 5 jour/m et celle de l’ensemble se calcule de la sorte: 1 _ 1 j. 1 _ 0 P " 372 + 0^2 ” 8'646 D’où P = 0,li5 cm8/jour/m^ 3 et donc 42,45 cm d’oxygène par jour et par ré-servoir de 300 m , chiffre négligeable. Pour amé-10 liorer encore l’anaérobiose on peut augmenter l’épaisseur du produit barrière ou diminuer la teneur en oxygène du liquide d'immersion.

Dans la pratique mieux vaut réduire le plus possible l’apport d'oxygène par les membra- . ._____ 15 nés car, alors, une même installation peut aussi servir pour les fermentations exigeant l’anaérobiose ou pour l'emmagasinage aseptique de produits sensibles à l’oxygène tels des jus de fruits.

En effet des réservoirs souples de fermentation 20 se transforment facilement en réservoirs de stockage aseptique de liquides stériles, l’inverse étant plus difficile.

Quand il importe de rendre absolument négligeables les quantités d'oxygène traversant 25 les membranes souples, on dégaze le liquide d’immersion et le recouvre d’un film barrière ou d'un gaz très pauvre en.oxygène, ou accumule ces précautions.

Soit: Membrane polyéthylène haute densité, 2 mm.

30 Couche barrière Clarène L 0,01 mm.

Eau dégazée en équilibre avec un ; gaz contenant 1% d’oxygène.

Perméabilité de la couche de polyéthylène: 3,2 x 0,01 _ Λ 3, v ,2 -0"2--0,16 cm /oxygéné/jour/m .

35 Perméabilité de la couche de Clarène: —4 3 v 2 6 x 10 x 10 x 0,01 = 0,006 oxygène/jour/m .

Perméabilité de l'eau.’ non considérée, car elle est en mouvement .

Perméabilité de l’ensemble: On a ii+1 , 40 — -ar". ^ »........ = 173.donc P= O .OOR 7 R· pm2/nwnpnp/ . -11 _ 3 jour/m2, et pour un réservoir de 300 m , envx-ron 2,13 cm^ d'oxygène par jour. L'oxydation est nulle.

Il est aisé d'éliminer l'oxygène 5 de l'eau cyclée en la refroidissant par le vide ou en déplaçant ce gaz par un gaz neutre tel l'anhydride carbonique.

Il est préférable d'alimenter par le bas les réservoirs rigides en eau désaérée 10 et / ou réfrigérée.___ —- ^ Ces problèmes relèvent des techniques j usuelles, de même que celles relatives à l'isolation des réservoirs, à l'obtention d'une atmosphère très pauvre en oxygène et la construction 15 de matelas ou film flottant à la surface du liquide d'immersion et limitant le contact entre ce liquide et l'atmosphère.

Les réservoirs tampons, souples, ayant uniquement à réaliser le stockage aseptique de 20 produits fermentescibles stériles en bien des cas peuvent être stérilisés avant leur mise en place. Il en est de même pour certains réservoirs souples, tuyauteries et appareils utilisés dans le cadre de la présente invention, alors que 25 d'autres installations sont préférablement conçues en vue d'être stérilisées avant leur mise en place et à pouvoir être restérilisées ensuite chaque fois qu'il est utile de, par exemple, utiliser une nouvelle culture pure du microorga- 30 nisme considéré, ou encore un autre type de mi- croorganisme.

Il est toujours intéressant de pouvoir stériliser à destempératures assez élevées, supérieures à 100°C, l'intérieur des tuyauteries et 35 appareils résistant à ce traitement, alors que pour les réservoirs souples et gaines en plastique pouvant se déformer librement, il est nécessaire de ne pas dépasser la pression atmosphérique, la température étant de 99 - 100°C au maxi- J

i - 12 - mum, on peut consacrer à ces rares opérations le temps qu'il faut/ toutefois il y a intérêt, plutôt que de maintenir par exemple 100°C pendant 20 h. en vue de détruire les spores les 5 plus thermorésistantes, d'accroître la léthali-té de la vapeur ou de la chaleur humide grâce à un ou plusieurs produits chimiques classiques tels s acides forts, .-alcalis, formaldéhyde, peroxyde d'hydrogène, halogènes et dérivés du 10 chlore ou de l'iode, ammonium quaternaires, nitrites, acide sulfureux.

On introduit le germicide sous forme gazeuse ou en brouillard dans le flux de vapeur ou encore d'un mélange "gaz chaud stérile, brouil-15 lard d'eau chaude" s'il faut travailler à moins de 100°C.

Les produits bactéricides sont ensuite complètement éliminés. Le plus simple est d’utiliser la vapeur pure pour les membranes, gaines et 20 accessoires en plastiques ou élastomères résistant à 100°C. Dans ce cas l’élimination finale d'un antiseptique puissant, tel la formaldéhyde , s'obtient par balayage réalisé au moyen de vapeur pure. Ceci élimine la phase gazeuse antiseptique 25 alors que le condensât de vapeur pure rince les surfaces et chasse les résidus liquides impurs.

L'efficacité du traitement exige qu'une faible pente régulière existe entre le bassin du premier réservoir souple et l'orifice de purge 30 finale muni d'une vanne aseptique étanche.

Une technique nouvelle de stérilisation de conduites mixtes, gaine souple - tuyaux ou appareil, rigide - gaîne souple, consiste à stériliser en autoclave, sous pression, l'élément rigide.

35 La figure mdécrit le stérilisateur requis

On as 1 et 4 : Gaîne souple.

2 i TUyau rigide ou appareil rigide.

3 : Vanne et filtre d’air éventuel.

40 5 : Autocia 6 ï Couvercle de l'autoclave. j| - 13 - 7 : Arrivée d'un gaz-stérile.

8 : Pinces obturant la gaine souple.

Si la gaine est stérile au départ, on place les pinees 8 puis monte l'élément rigide 2 entre 5 les parties réinfectées.

La vanne dé purge 3, terminée par un filtre étan-' ehe aux microorganismes 9 et perméable aux gaz étant ouverte on ferme l'autoclave et écrase la gaine 1 et 2, entre celui-ci et le couvercle d'au-10 toclave, puis stérilise sous pression de vapeur pure.

On dépressionne lentement et laisse pénétrer de l'air ou un gaz neutre, selon le cas, en 7.

Une technique analogue permet de stériliser 15 ou de maintenir stériles des ensembles d'appareils tels des vannes et les tuyaux reliant celles-ci, mais alors l'autoclave est du type fig.iy ou on a: 1-2-3 s Vannes étanches, automatiques ou manuelles.

4 : Corps de l'autoclave.

20 5 : Couvercle de l'autoclave.

6 î Bourrages,brides, soudures, etc. .

7 i Bourrage permettant à 5 de se déplacer vers 4.

Cet appareil est surtout intéressant pour les 25 groupes de stérilisation et refroidissement aseptique, quel que soit le fluide traité, car il permet d'éliminer les risques de réinfection et aussi de maintenir à une température élevée l'intérieur des vannes étanches, à membrane par exemple.

30 Elles sont une source potentielle de réinfection dès que la partie aval de la membrane cesse d'être stérile.

Quand on stérilise le produit à plus de 100°C et les appareils à plus de 120°C, les bactériolo-35 gistes n'ignorent pas qu'en maintenant la partie

aval d'une vanne à membrane à 100°C on élimine déjà la majeure partie des risques de réinfection via la vanne. A fortiori, si on maintient une température supérieure les risques diminuent/ aussi à ü la température de stérilisation du produit, fonc-1 tion du pH, le risque est-il nul. A

1 tt - 14 - ! Il est impératif d'empêcher une infection du contenu des réservoirs souples et de leurs conduites, infection provenant de la sortie des gaz, ainsi que les avaries dues à un excès de 5 pression intérieure. Par ailleurs, une légère sur-! pression est souhaitable au sommet des réser- voirs souples et dans les gaines souples d'éva cuation des gaz.

L'un des dispositifs assurant ces trois con-j 10 ditions est celui de la figure V. Il présente l'avantage d'être efficace même en cas de panne i ; électrique, i Dans la figure V on a: i 1 : Arrivée du gaz provenant des réservoirs 15 souples.

• 2 : Entrée du gaz dans la cloche 3.

3 s Cloche à gaz ou réservoir rigide ouvert à sa partie inférieure.

4 : Masse de remplissage ou anneaux Raschig assu- 20 rant un maximum de contact avec le gaz qui traverse cette masse.

5 s Fonds perforé supportant 4.

6 : Cuve.

7 : Liquide antiseptique.

25 8 s Pompe.

9 : Distributeur du liquide 7 sur la masse de. remplissage 4.

10: Arrivée d'un gaz filtré, de l'air ou un gaz incondensable selon le cas.

30 On peut stériliser l'intérieur des appareils de la figure V, indépendamment des réservoirs ! souples et des conduites de ceux-ci, mais le cas i . le plus fréquent est qu'on stérilise tout le | système simultanément.

: 35 Les gaz ( vapeur et antiseptique ou mélange i ' gaz incondensable stérile, vapeur, antiseptique ) utilisés pour stériliser les réservoirs souples ainsi que leurs accessoires et conduites arrivent de 1 en 2 et stérilisent le contenu de la cloche 40 3, déjà partiellement désinfectée par la circulation du liquide antiseptique 7 via la pompe δ Ê - 15 - et le distributeur 9.

Le liquide 7 s’échauffe.

Quand on est certain que la stérilisation est complète et que la vapeur pure, ou le mélan-5 ge ” brouillard d’eau stérile chaude / gaz incondensable stérile et chaud ’’ a évacué des réser-s voirs, accessoires et conduites les résidus anti septiques, on enrichit en antiseptique le liquide chaud ou bouillant 7, et laisse tourner la 10 pompe 8.

On interrompt l'arrivée de vapeur ou de vapeur et de gaz stérile en amont de 1 ainsi que dans le liquide 7. On obture la gaine l ou ferme une vanne aseptique située en 2, puis on introduit 15 via 10 de l'air ou un gaz neutre filtré. Celui-ci est complètement lavé et stérilisé par le flux de liquide antiseptique ruisselant sur la masse 4.

Quand les gaz arrivent en 2 la pompe 8 fonctionne en permanence mais les éléments de la figu-20 re V compris entre 1 et 4 restent stériles même si la pompe est arrêtée pendant plus d’un jour.

Il est facile d’éviter un manque de liquide dans le bac (6), aussi le seul contrôle important porte t-il sur la teneur en antiseptique et sur le 25 degré de souillure du liquide 7.

Le choix de l’antiseptique varie selon que le gaz arrivant dans la cloche est pur ou chargé de matières organiques.

Les antiseptiques peu sensibles aux matières 30 organiques sont par exemple la formaldéhyde, les sulfites en milieu faiblement acide, les dérivés halogénés de l'acide acétique.

L’eau acidulée et maintenue à plus de 70°C convient aussi mais il est préférable d'abaisser 35 son pH vers 1 au moyen d'un acide non volatil tel l'acide sulfurique et/ou d'ajouter un antiseptique car l'aseptie doit être maintenue en cas de panne.

Bien des fermentations et des productions de 40 microorganismes exigent une mise au point en installation pilote, dont les réservoirs souples ont 1 -16- L'agitation du contenu des petits réservoirs peut s'opérer sans pompe, en faisant subir des déformations aux parois de ces réservoirs.

Les pompes rotatives, centrifuges ou volu-5 métriques, rendues aseptiques, ne conviennent pas dans tous les cas, qu'il s'agisse d’installations i industrielles et surtout d'installations pilotes.

Le transfert aseptique d'un liquide fermen-; tescible stérile, emmagasiné dans un réservoir 10 souple stérile, vers un réservoir de fermentation exige, non seulement une pompe doseuse aseptique, mais que celle-ci ne permette pas aux microorganismes de contaminer le liquide stérile en amont de la pompe.

15 L'extraction aseptique du dépôt de matières organiques ou du sédiment de micro-organismes du fonds conique d'un décanteur statique, ne peut permettre aux micro-organismes étrangers contaminant la sortie à l'air libre de pénétrer dans le 20 décanteur; or un seul micro-organisme suffit.

Les débits horaires à considérer sont extrêmement variables, le maximum étant de l'ordre de 10.000 litres et le minimum de 0,0003 litre.

Ce minimum correspond au volume de sédiment pro-25 venant de 100 litres refermentés durant une année.

Une pompe aseptique d’un type nouveau ayant les performances désirées est représentée par la figure VI. où on as 30 1 : Partie amont du caisson rigide de la pompe.

2 : Actuateur ou moteur, normalement fermé par l'action d'un ressort, de la vanne d'aspiration du type vanne à manchon.

3 : Support fixe sur lequel est écrasée la gaine 35 souple 4 par 1'actuateur 2.

4 ; Gaine souple.

5 : Orifice permettant d'ouvrir de l'extérieur la vanne 2/3.

6 s Bride ou autre liaison étanche entre 1 et 7.

40 7 : Corps du caisson rigide.

8 s Arrivée du liquide remplissant le caisson j » _ ·______< ____ - λ __ - . - λ - 17 - ainsi que sur les moteurs des vannes aseptiques.

9 : Vanne étanche.

9» i Eventuel réservoir pour l’excès de liquide 5 de remplissage du caisson rigide.

10 : Idem que 1.

11 : Idem que 2, mais il s’agit d'une vanne de décharge ou de refoulement, normalement fermée.

10 12 s Idem que 3.

13 : Idem que 5.

14 ! Tuyau rigide.

15 : Tuyau semi-rigide.

16 s Gaîne.

15 17 s Bourrage.

18 s Idem que 14.

19 : Idem que 15.

20 : Idem que 16.

21 : Idem que 17.

20 La longueur du corps de pompe 7 et le dia mètre de la gaine 16-4-20, ainsi que la forme de la gaîne entre les vannes 2/3 et 11/12 sont fonction du débit par cycle désiré.

Une gaîne cylindrique éventuellement stérile 25 peut être mise en place après avoir ouvert les vannes 2/3 et 11/12 par les orifices 5 et 13.

Le caisson est rendu étanche grâce aux bourrages 17 et 2l comprimant la gaîne 16-20 sur les tuyaux semi-rigides 15-19 soutenus par les parois 30 rigides des tuyaux 14-18.

Les tuyaux semi-rigides 15-19 servent dans les bourrages et aussi à soutenir la gaîne souple à l'extrémité des tuyaux rigides 14-18, coté caisson. Ils évitent que la gaîne souple se dé-35 forme dangereusement.

Le caisson étant étanche et l’intérieur de la gaîne souple étant stérile, ou stérilisé , on remplit entièrement le caisson par la tuyauterie 8 au moyen d’eau froide ou d’un autre liquide 40 ayant une faible tension de lapeur.

L’excès de liquide arrive dans le réservoir £ - 18 - facultatif 9'.

On ferme la vanne 9. La pompe est prête à fonctionner comme suit:

Une dépression en 8 agit sur la gaine souple en 4 5 et sur le moteur, noyé, de l'actuateur 2, qui s'écarte du support fixe 3. La pompe aspire le liquide présent en 22.

La gaine 4 étant remplie on supprime la dépression en 8. L'actuateur d'aspiration 2 se ferme. Quand 10 une pression en 8 est transmise vers l’intérieur du caisson, l'actuateur 11 s'ouvre alors que la pression augmente autour de la gaine qui s'appla-tit et refoule son contenu vers 23,

Les vannes 2/3 et 11/12 peuvent comporter un'ou 15 plusieurs étriers comprimant la gaine sur les supports fixes 3 et 12, toutefois, s'il est nécessaire d'éviter la présence de microorganismes en aval de la vanne de refoulement située à l'intérieur du caisson, il faut installer en aval du bourrage 20 de refoulement 21, au moins une vanne du type représenté par la figure VII, où on as 23 : Gaine souple.

24 : Axe de rotation.

. 25 : Lame souple ou rigide, coté 24, puis souple.

25 26 : Commande du mouvement de la lame 25.

27 : Support rigide sur lequel repose la gaine.

25': Position de la lame 25 quand,sous l’action de la commande 26;elle écrase complètement la gaine 23 contre le support 27.

30 26': Commande 26 en position basse.

Cette vanne munie d'un ressort est du type normalement fermé. Le liquide remplissant le tuyau 8 et le caisson 1-7-10 de la figure VI arrive dans le moteur hydraulique agissant sur la commande 26, ' 35 aussi la vanne de la figure VII s'ouvre t-elle quand la pression dans le caisson expulse, via la vanne 11/12,le produit contenu dans la gaine du caisson

Dans la figure VII 1' écrasement de la gaine , 40 entre 25 et 27 expulse rapidement le contenu de celle-ci, aussi l'intérieur de l'extrémité de la Jt - 19 - gaîne ne s’infecte t-il pas vu la fréquence des purges et le fait que la gaîne souple est complètement écrasée sur une longueur appréciable entre deux surfaces parallèles, celle du support 5 27 et celle de la lame·

La figure VII est schématique et ne con- - cerne que le principe de cette vanne, dont la lame 25 peut avoir un autre profil, et évidem- - ment avoir un épaisseur dégressive de la charniè- 10 re 24 à l’extrémité où agit la commande 26.

La sécurité augmente en plaçant plus d’une vanne type fig. VII en série, en aval de la pompe et on peut aussi remplacer dans celle-ci la vanne de refoulement 11/12 par une vanne type fig. VII.

15 Cette vanne peut comporter comme obturateur, au lieu du ressort 25, un ressort à commande double, soit donc une commande 26 et une seconde commande •parallèle à la première et agissant sur la seconde extrémité de la lame.

20 Un autre dispositif comporte un compres-- seur de gaîne souple, gonflé, sous pression, écrasant normalement la gaîne mais se relevant quand cette soupape de décharge doit s’ouvrir.

Dans tous les cas, le principe reste le 25 même :

La gaîne est d’abord écrasée et dès lors obturée. Ensuite la partie située en aval de cette gaîne s’écrase progressivement. Il ne reste,dans la partie applatie de la gaîne, que des traces né-30 gligeables de produit pompé et la vidange rapide •de la gaîne vers l'aval, combinée à la déforma-. tion rapide des parois de la gaîne, expulse vers l'extérieur toutes portions de produit susceptible de créer un problème bactériologique, 35 aussi le système empêche t-il qu'une infection puisse parvenir à proximité de la vanne 11/12 et, à fortiori, remonter jusqu’à la vanne 2/3 et pire encore en amont de celle-ci.

Dans la figure VII, en amont et en aval de la 40 pompe aseptique il n'y a pas de tuyau rigide dans la gaîne souple. Pour certaines applications jé * - 20 - - Si on désire utiliser une tuyauterie rigide en aval de la pompe on peut aussi remplacer à l’extrémité de cette tuyauterie la ou les vannes type fig.VIl par une vanne à manchon ou ä mem-5 brane normalement fermée, s'ouvrant et se fermant en même temps que la vanne 11/12 de la > figure VI. L'idéal est d'avoir au moins 2 van nes terminales en série et que la compression de la gaine ou de la membrane soit moindre dans la 10 vanne terminale.

' Dans les pompes de grande capacité, le dia mètre et la longueur du caisson central (7) de la figure VI sont importants et, en cet endroit le diamètre de la gaine peut être voisin de celui 15 du caisson.

Dans ce cas il peut être avantageux d’avoir en 6 et en 10 une plaque comportant -aussi un bourrage du type 17-21.

Il y a alors 3 caissons, soit 1-7 et 10.

20 Le caisson 1 communique avec la source de dépression et le caisson 10 avec la source de pression. Dépression et pression, alternatives, peuvent par exemple être provoquées par une pompe à piston dont l'aspiration est reliée au caisson 25 d'entrée et le refoulement au caisson de sortie. Les variations de pression dans le caisson central sont obtenues grâce à des conduites internes ou externes comportant chacune une vanne de réglage du débit et même un détendeur à ressort.

30 Ceci permet de réduire h sollicitation de la membrane grâce à l'avance à l'ouverture des vannes. Quand la section de la gaine est importante entre les vannes il devient impossible de l’introduire par le premier bourrage, aussi la sté-35 rilisation de l'intérieur de la gaîne est-elle à réaliser après le montage de la pompe, d'où l’intérêt particulier des gaines ayant un diamètre relativement constant.

Une élimination partielle des matières en sus-40 pension présentes dans le liquide en amont ou en aval du ou des réservoirs souples est réalisable - 21 - β refroidissement et même assistée par l'addition d'un floculent. L'absence de tout microorganisme étranger étant indispensable, un décanteur, initialement stérile, à parois souples, possédant 5 ou non une conduite d’évacuation de gaz,convient s'il est muni d’une pompe aseptique selon les figures VI et VII. Au moins le fonds du décanteur est conique ou pyramidal. Ses parois souples sont lentement mais régulièrement déformées 10 en vue de détacher les dépôts.

La disposition des conduites pour liquides et gaz des séries de réservoirs souples est représentée dans les figures VIII 3' X, où on as 1 : Réservoirs souples 15 2 : Pompe de circulation 3 : Conduites pour liquide 4 : ’’ gaz 5s·’””

Les conduites pour gaz ne sont pas représen-| 20 tées dans la figure X, une vue en plan.

| Quand une seule pompe· fait circuler le li quide dans une série de réservoirs souples, il I faut limiter les pertes de charge, les effets de | celles-d. et ceux d’un arrêt de pompe, j 25 Le diamètre des conduites peut aussi être augmen- j té afin de permettre, grâce à ces conduites, l'ac- ! cès d'ouvriers et même de certains appareillages.

Ceci simplifie et améliore la réalisation et le montage des installations.

30 Dans les figures VIII et I}( les dômes éven tuels améliorant la collecte des gaz n'ont pas été représentés. Ceux ci se trouvent sur les réservoirs 1, figure VIII et sur les conduites 4, figure IX. Il s'agit de détails dont l'importan-35 ce est fonction du type de fermentation ou de culture à réaliser.

La figure XI représente une coupe dans un bâtiment comportant un seul réservoir souple, on a:

40 1 à 13 î Voir figure I

14 j Isolant thermique

15 : Couche d'étanchéité au craz C

- 22 - 16 s Protection externe de la construction.

La paroi des réservoirs souples de grande capacité faisant face à leurs orifices de vidange ou de sortie de liquide est renforcée et équipée 5 de tendeurs ou câbles extérieurs limitant son déplacement. Ils empêchent que la membrane obstrue l'orifice et au besoin arrêtent le soutirage et agissent sur un indicateur de degré de vidange.

5 Un autre dispositif de sécurité arrête le rem- 10 plissage avant qu'une tension excessive se déve-loppe dans la membrane.

Au moins la partie des réservoirs souples contenant du liquide est immergée.

Le rapport des hauteurs de liquide et de gaz 15 peut être quelconque.' Il dépend du type de fermentation ou de culture.

La partie du réservoir remplie de gaz peut aussi être maintenue grâce à des moyens mécaniques quelconques, en vue de stabiliser partiellement 20 la forme du réservoir souple et de réduire la faible surpression à y maintenir, dont grâce au laveur stérilisateur de gaz décrit figure V.

Exemple 1.

22 La bière de fermentation haute est beaucoup améliorée par la refermentation en bouteille.

Toutefois, surtout quand il s'agit de bières relativement peu alcoolisées les risques d'in-2q fection par des levures étrangères, dites sauvages et par des bactéries, surtout lactiques, sont importants. Ceci, d'autant plus que la bière, soutirée à basse température, doit être · réchauffée pour refermenter assez rapidement.

35 II s'agit d'une technologie peu industri elle et à risques.

La maturation en bouteille demande au moins 15 jours, mieux un mois. Dans de bonnes conditions j - 23 - la qualité augmente pendant environ 3 mois,même plus longtemps avec les bières fortes.

La bière refermentée en bouteille est coûteuse puisque la garde porte sur le produit emballé.

5 Elle présente des risques importants et bien des consommateurs et débitants n'apprécient pas la présence d'un dépôt au fonds des bouteilles.

Aussi seulœ de faibles quantités de bières· de luxe sont elles encore refermentées en bouteille, ίο' L'exemple met en oeuvre du moût convenant pour une bière de fermentation haute. Le moût stérile est refroidi aseptiquement et stocké aseptique-ment en réservoir souple immergé (Brevet Luxembourgeois, numéro de dépôt: 85.954 ) 15 Le moût stérile est maintenu en mouvement dans le réservoir de magasinage aseptique formant tampon et une partie du trouble, ou dépôt, en suspension est éliminé aseptiquement durant son transfert aseptique vers le réservoir souple de 20 fermentation principale contenant une levure de fermentation haute, pure, introduite aseptiquement lors de la mise en route de l'installation.

La fermentation , entre 15 et 30°C, dure 3 à 7 jours, sous agitation réalisée aseptiquement.

25 La bière, fermentée en continu, contient au maximum 0,595 à 1,38% de moût non fermenté, aussi introduit-on soit du moût stérile, soit un sirop de sucre stérile, aseptiquement, lors du transfert dans le ou les réservoirs souples immergés 30 de fermentation secondaire. L'excès de levure, principalement des amas et de grandes cellules, est séparé de ce flux de bière jeune, au moyen d'un séparateur centrifuge réglé en conséquence.

La fermentation secondaire, réalisée sous agita-; · 35 tion, dure 15 à 60 jours à une température com prise entre 15 et 30°C.

La bière mûre, plate, est ensuite traitée., selon les règles bien connues en brasserie, par centrifugation ou filtration, saturation, mise λ 40 en fûts, bouteilles ou boîtes.

Comme la fermentation secondaire permet de

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f- 24 - bilité de la bière est plutôt supérieure à celle des bières hautes non refermentées.

Le maintien des caractéristiques particulières de goût et de parfums dues à la refermen-5 tation exige que la bière emballée contienne très peu d'oxygène. Ceci est réalisé grâce aux nouvelles soutireuses du commerce ( moins de 0,1 ppm d'oxygène après emballage )

La production de moût étant de X litres/jour 10 la capacité du ou des réservoirs de fermentation principale varie entre 3 X et 7 X et celle du groupe de fermentation secondaire de 15 X à 50 X, aussi suffit-il de proportionner la capacité et/ ou le nombre de réservoirs souples et de leurs 15 équipements annexes pour couvrir tous les besoins depuis celui d'une installation pilote jusqu'à celui d'une très grande brasserie.

Exemple 2.

Il s'agit d'une bière de fermentation basse, 20 La fermentation principale, plus lente, se conduit plutôt en dessous de 10eC et la fermentation secondaire entre 1 et 5°C.

La fermentation continue ne convient pas encore, aussi est-elle réalisée en cuves cylin-25 dro - coniques sans chercher à réaliser une saturation par l'acide carbonique de fermentation.

La bière serait vendable mais on l'affine par refermentation continue. Ceci exige de dégazer la i>ière, de la filtrer sur diatomées ou de la cen-30 trifuger puis de la pasteuriser. La bière plate stérile et refroidie est alors introduite asepti-quement dans le groupe de refermentation. Cette dernière et la suite des opérations sont analogues, à la température près, à ce qui a été 35 décrit dans l'exemple 1.

L'emploi d'un réservoir aseptique tampon se justifie, ou non, en fonction de la fréquence des vidanges cfes cuves de fermentation principale.

Exemple 3.

40 Les données sont celles de l'exemple 1, mais

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- 25 - pasteurisation et refroidissement, une fermentation en réservoir souple au moyen d'une bactérie lactique sélectionnée.

Les proportions de produits traités par 5 une levure ou encore par un lactique, dépendent du type de bière désiré et aussi de la quantité d'extrait fermentescible par les bactéries lactiques.

La bière acide est filtrée, pasteurisée, 10 refroidie, puis mélangée aseptiquement à la bière "mûrie”.

Le mélangé subit une maturation--complémentaire améliorant surtout la stabilité colloïdale.

Le mélange stabilisé est ensuite condition-15 né selon les règles de l'art comme dans l'exemple 1.

Exemple 4.

Une installation pilote est conçue en vue de mettre rapidement au point un processus de 20 fermentation. Cette installation met en oeuvre de nombreux réservoirs souples, dont la capacité unitaire est inférieure au mètre cube. Outre les appareils et dispositifs du type figures I à XI,1'installation comporte un grand réservoir 25 ·souple dans lequel le stock de liquide stérile et réfrigéré, à fermenter, est stocké à l'abri de toute oxydation, des accessoires aseptiques tels des décanteurs statiques, de petits hydro -cyclones, des filtres stérilisables et amovibles 30 et de mini - pasteurisateurs continus.

Le contenu de certains réservoirs souples est agité par pompage. Celui d'autres réservoirs ëst seulement agité par des actions mécaniques déformant la membrane du réservoir et fai-35 sant circuler le liquide.

Chaqùe réservoir souple est immergé dans de l'eau désaérée. L'eau sert au contrôle de la température et à celui de l'oxydation des produits via les réservoirs souples, tuyauteri 40 et accessoires.

- 26 - de microorganisme, durées et débits, teneur en microorganismes, mélanges de produits ayant été fermentés par des microorganismes différents, élimination d'un excès de microorganismes, 5 décantation, centrifugation, filtration.

Les essais sont conduits en parallèle, s chaque essai mettant en oeuvre des réservoirs en série.

Les mauvais résultats généralement obte-10 nus en installations pilotes classiques, utilisant des cuves de fermentation rigides et le coût très élevé de cet équipement classique imposent le recours au procédé faisant l'objet de la présente invention.De plus, seul ce procé-15 dé peut convenir pour une installation à l'échelle industrielle.

!

Claims (15)

1. Les réservoirs souples, "réacteurs” ou "fer-mentateurs”, sont construits à partir de membranes souples en matières thermoplastiques ou d’éiasto-mères, renforcées ou non par un textile et peuvent 20 être stérilisés en usine par des moyens connus avant mise en place ou stérilisés après mise en place et avant mise en service, toutes les parties de l'appareillage qui pourraient être contaminées étant stérilisables et en particulier les raccords /25 avec les installations d'alimentation en matières premières et celles de soutirage des produits obtenus.

1. Le système met en oeuvre un appareillage initialement stérile, comportant au moins un ré- 10 servoir souple immergé dans un liquide de caractéristiques appropriées, au moins jusqu’au niveau supérieur du produit qu’il contient; un liquide maintenu en mouvement où. a lieu, soit une fermentation, soit une culture en l’absence de tout 15 microorganisme étranger, indésirable, les conduites souples et autres appareils éventuels à parois souples contenant un liquide, étant immergés, alors que les éventuels appareils et conduites à parois souples, contenant un gaz, ne le sont pas.

20 Ces conduites peuvent flotter à la surface du liquide d’immersion.

2. Les réacteurs suivant B1 sont immergés dans un liquide, de préférence l'eau éventuellement 30 additionnée de sels ou de produits en suspension - afin de régler sa densité, en vue de réduire la sollicitation mécanique sur la membrane ainsi que de régler la température à l'intérieur du réacteur.

2. Le système faisant l’objet de la revendication Al comporte plusieurs réservoirs disposés en série. 25 3 - Les systèmes faisant l’objet des revendica tions Al et A2 comportent un ou plusieurs décan-teurs à parois souples, initialement stériles, .immergés comme le ou les réservoirs souples.

3. Sont disposés dans le bassin et aux environs 35 immédiats des réacteurs des ajutages dirigeant vers les parois de ceux-ci du liquide d'immersion pulsé en vue de déformer temporairement les parois souples et de détacher de ce fait le dépôt ayant tendance à s'y former malgré le mouvement maintenu /in . . mi - 29 -

4. La surface du liquide d'immersion de l'appareillage dont question en B2 peut être recouverte par un film flottant en vue de réduire l'évaporation, les transferts caloriques ou les transferts 5 de produits gazeux ( oxygène par exemple ).

4. Le liquide d’immersion se trouve dans un ou 30 . plusieurs réservoirs en beton, maçonnerie, métal, plastique ou en terre et digues éventuellement rendues étanches grâce à un film plastique.

5. L'ensemble de l'appareillage ou, pour le moins, les réacteurs et les bassins contenant le liquide d'immersion sont placés dans un local dont l'atmosphère a une composition contrôlée. 10

6 - Les membranes à partir desquelles est construit l'appareillage sont choisies de façon à limiter l'apport d'oxygène aux mélanges en cours de fermentation ou de magasinage.

5. Le liquide d’immersion est refroidi ou chauffé. 35 6 - Le liquide d’immersion est désaéré par procé dé physique, chimique ou biologique.

7. La constitution de ces membranes est choisie 15 de façon à éviter la migration vers le liquide en cours de préparation de toutes matières noçives et la perméation des arômes vers l'extérieur.

7. Le liquide d’immersion est l’eau ou un mélan- • t ge d’eau et de sels dissous ou en suspension . auamentant sa densité et/ou sa viscosité. 2 , ». t - 28 -

8. Les membranes sont constituées, en conséquence des exigences exprimées en 7, de une ou plusieurs 20 des matières suivantes: - Polyéthylène basse, moyenne ou haute densité. - Polyéthylène ionomères. - Polypropylène et ses copolymères. - Polychlorure de vinyle et ses copolymères, plas-25 tifiés ou non. - Polychlorure de vinylidène et ses copolymères. - Polyfluorure de vinylidène et ses copolymères. - Copolymères éthylène-vinylalcool tels quels ou modifiés.

30. Polyamides. “ - Polyesters linéaires. - Dérivés de la cellulose. - Métaux en feuilles minces comme 1’aluminium. Ces matières sont utilisées sous forme de films, 35 soit non étirés, soit étirés monoaxialement, ou biaxialement. Si les contraintes mécaniques l'exigent , les membranes comprendront un renforcement textile à base de fibres naturelles ou synthétiques y compris le verre.

40 Pnnr 1 oc mQTnhranûC pnmnl ûvqc ( miilf ιηηηην,ΰο λ £ - 30 - 5 l'adhérence entre les différents constituants est obtenue par soudure thermique ou au moyen d'adhésifs ou de "compatibilisants". Les membranes utilisées peuvent aussi être des toiles imperméabilisées au moyen d'élastomè-10 res, le polyisobutylène par exemple.

8. Les transferts de liquides ou de gaz avec l'extérieur, en amont et en aval des réservoirs souples, se réalisent grâce à des appareils empêchant toutes introductions de microorganismes 5 indésirables dans la culture pure ou même toute contamination par celle-ci du contenu de l’éventuel réservoir souple et magasinage aseptique du liquide stérile à traiter.

9. Les membranes sont assemblées pour former les "réacteurs" des tuyauteries et des raccords entre réacteurs et tuyauteries souples ou entre tuyauteries souples et tuyauteries rigides en plastique 15 ou en métal. Elles sont assemblées par soudure ou collage, si nécessaire, par des coutures rendues étanches par enduction, collage ou soudure.

9. Une légère surpression, constante,est mainte*· 10 nue dans la phase gazeuse des réservoirs souples et des conduites évacuant les gaz de ceux-ci. ël Appareillage permettant au système de fonctionner caractérisé par les points suivants, 15 séparément ou en combinaisons s

10. La circulation et l'homogénéisation des liquides contenus dans l'appareillage est réalisée 20 de préférence au moyen de pompes de circulation, ceci n'excluant pas l'utilisation d'agitateurs classiques ni celle de déformations apportées aux membranes souples.

11. Tous les raccords et dispositifs d'étanchéi-25 té d'arbres rotatifs et autres endroits qui pourraient , à court ou à long terme, permettre 1'introduction dans l'appareillage de microorganismes ou de leurs spores, sont immergés dans un liquide antiseptique ou sont placés dans des récipients * 30 hermétiquement fermés et stérilisables, l'immer sion dans un antiseptique étant s'il y a lieu précédée d'un arrosage intensif au moyen de cet antiseptique s'il est indispensable d’empêcher toute réinfection pendant le bref laps de temps 35 requis pour procéder à l'immersion de l'appareillage présentant des risques de réinfection par micro-fuites et venant d'être stérilisé.

12. Un laveur de gaz, stérilisé, dans lequel les gaz traversent une masse de contact arrosée en cir- 40 cuit fermé par une solution froide et antiseptique ou maintenue à au moins 70°C et antiseptique également, avant de s'échapper en barbottant dans le liquide antiseptique maintenant une surpre' -sion constante dans le laveur de gaz protège l'inté- m - 31 - rieur des conduites de gaz contre tous risques d'infection par des microorganismes indésirables, évite les pressions intérieures excessives et maintient dans Jas conduites souples véhiculant les gaz 5 ainsi que dans la partie des réacteurs remplie de gaz une surpression réglable et constante.

13. Pompe aseptique, aspirante et foulante, .stéri-lisable, de dimensions et capacité unitaire ajustables permettant d'éviter tout passage de microorga-10 nismes -j . U» d'aval en amont, constituée par une gaine souple intérieurement stérile avant son introduction dans le corps de pompe ou encore stérilisable après sa mise en place, un caisson et au moins trois vannes 15 aseptiques, du type vanne à manchon, normalement ! fermées par ressorts, dont au moins deux, l'une i î d'aspiration et l'autre de refoulement se trouvent i dans le caisson, et au moins une, de refoulement, en dehors du caisson. !

20 Le caisson, rigide, comporte deux et mieux trois sections. La première contient un orifice avec bourrage d'entrée de la gaine, au moins une vanne d’aspiration et au moins un orifice obturable par bouchon permettant d'ouvrir la vanne correspon-25 dante de l'extérieur, en vue d'introduire la gaine. La seconde section du caisson constitue la chambre de dimensions variables où est située la gaine, de diamètre constant ou non entre la ou les vannes d'aspiration et les vannes de refoulement, gaine 30 dont les déformations réalisent les transferts de liquides ou de gaz.Ce caisson central peut aussi comporter l'arrivée du fluide moteur, un liquide a basse tension de vapeur tel que l'eau froide, ainsi qu'un orifice de trop plein muni d'une vanne et 35 relié au besoin à un réservoir recevant l'excès de fluide moteur. La troisième section du caisson est identique à la première section mais contient au moins une vanne de refoulement. Les bourrages compripent la paroi de la gaine 40 souple sur un tuyau intérieur semi-rigide dans - 32 - ne du caisson et évite, en se déformant progressivement, que la gaîne soit trop déformée au voisinage du tuyau rigide quand elle s'applatit. Le flu-ide dont les modifications de pression 5 agissent, dans le caisson, sur la gaîne et les moteurs des·vannes actionne, grâce à une tuyauterie, le ou les moteurs de la ou des vannes de refoulement situées en aval du caisson, la der-. nières au moins de ces vannes étant d'un type 10 nouveau, auto-nettoyant ( suivant description dans le texte du brevet, page 18-19 et figure VII ) caractérisé par l'action de 1* obturateur de gaîne. Celui-ci écrase d'abord la gaîne, puis augmente simultanément la pression d'ap-15 platissement ainsi que la longueur de la zone applatie vers l'aval, zone complètement vide > de liquide.

14. La tension des ressorts,maintenant les vannes normalement fermées,est réglée de telle 20 sorte qu'une vanne de refoulement devient la soupape de sûreté du mini-réservoir dont il assure la décharge.

15. La gaîne souple du transfert de liquide pompé peut être extérieurement protégée par une 25 gaîne indépendante en plastique, élastomère ou textile, dont le rôle est purement mécanique. I IS