Fabrication de la substance active Biocol
Dans la première phase de fabrication, le micro-organisme est préparé en laboratoire sous forme de souche de fabrication. La meilleure colonie de reproduction du micro-organisme est sélectionnée et est mise en culture pendant plusieurs jours. Il est d’abord cultivé en tubes à essai, puis dans des boîtes de Petri et ensuite dans des fioles Erlenmeyer, chaque fois dans un environnement entièrement stérile. Par la suite, le micro-organisme sélectionné, dont la culture a été optimale, est transféré dans des fermenteurs d’inoculation pour y croître pendant plusieurs jours afin d’atteindre une taille appropriée. Le contenu du fermenteur d’inoculation est ensuite versé stérilement dans de grands bioréacteurs.
Le procédé de fermentation du Talaromyces purpurogenus constitue un secret de fabrication qui est breveté. Il s’agit toutefois d’un procédé biotechnologique de production complexe, qui se déroule dans un fermenteur et pendant lequel le micro-organisme Talaromyces purpurogenus est transformé en un type de champignon microscopique aquatique en quelques jours. Le micro-organisme est très sensible, il requiert des conditions spécifiques de croissance, telles qu’une température et un pH constants, une nutrition adéquate, une pression ainsi qu’une quantité suffisante d’oxygène fourni et réparti de manière égale dans le récipient. Le procédé de fermentation est très astreignant et son inhibition à cette phase de fabrication peut entraîner un arrêt de la croissance et l’impossibilité de poursuivre ce processus coûteux. C’est la raison pour laquelle la fermentation est gérée et surveillée par une technique de systèmes de contrôle, qui enregistre toutes les valeurs mesurées à chaque seconde du processus de fabrication. Un environnement stérile est nécessaire pour toute la fermentation afin d’éviter toute contamination et la dégradation du produit final.
Une fois la phase de fermentation terminée, le produit final est filtré au moyen d’un dispositif de filtration. Au cours de la première étape de filtration, le produit traverse un filtre-presse qui sépare les plus grandes particules du micro-organisme, la biomasse résiduelle, de la partie nécessaire à la production. Celle-ci est ensuite traitée dans une centrifugeuse à grande vitesse qui permet de séparer la biomasse résiduelle. L’étape suivante consiste en une microfiltration membranaire, qui sert à piéger les particules microscopiques. Enfin, la dernière étape de la filtration du produit est la nanofiltration. Elle permet de séparer les composés de faible poids moléculaire tels que l’eau et les sels simples en utilisant une pression élevée. Il résulte de ce procédé une très petite quantité de produit final sous forme liquide.
Dans les cuves de fermentation, le volume du produit augmente jusqu’à plusieurs milliers de litres ; après la fermentation et la filtration qui s’ensuit, le produit est concentré et ne représente que quelques litres.
La dernière phase de fabrication est le séchage qui se déroule dans un séchoir à pulvérisation à haute température. La substance y est pressée à l’aide de dispositifs à grande vitesse et d’un atomiseur dans une cuve chauffée entre 150 et 250 °C. Le produit final est une poudre rouge foncé aux caractéristiques et qualités requises, c’est-à-dire la substance active BIOCOL.
De manière générale, la fabrication de cette substance active est très astreignante en termes d’énergie, de technologie et de temps. Cependant, elle est respectueuse de l’environnement et ne génère presque pas de déchets. En effet, les résidus de mycélium donnent du chitosane et de la glucosamine, qui sont ensuite transformés. Le reste est utilisé dans le secteur de l’agriculture comme engrais, reconnu pour son efficacité.
Description des différentes étapes de fabrication:
Les fermenteurs sont de grandes cuves en acier inoxydable équipées d’agitateurs et d’une double coque permettant de les chauffer ou de les refroidir. Les cuves de fermentation sont équipées de capteurs qui surveillent l’ensemble du processus de fabrication. Les différentes valeurs telles que la température, le pH, la vitesse d’agitation, la quantité d’oxygène et la pression y sont contrôlées. Tout est géré et contrôlé par le système technologique à l’aide d’applications informatiques spécialement conçues à cet effet. Les cuves de fermentation comportent plusieurs entrées, dont une entrée et une sortie d’air, un système de vapeur chaude, une entrée pour le milieu de croissance et une sortie pour le produit final. Les cuves ainsi que leurs entrées et sorties sont stérilisées à la vapeur, laquelle est chauffée à 130 °C avant la fermentation afin d’éviter toute contamination et dégradation du produit.
Le filtre-presse est un équipement destiné à séparer les particules solides (biomasse) de la solution de fermentation ; ils se forment dans un bioréacteur pendant la fermentation et ne sont pas utiles dans les autres parties du processus de fabrication. Le filtre-presse fonctionne sur le principe de la filtration – il collecte les particules solides de la solution filtrée sur des toiles filtrantes. Celles-ci se trouvent sur des plateaux filtrants qui comportent un espace les séparant, appelé chambre, où les particules solides collectées forment un gâteau de filtration. Le filtre-presse est couramment utilisé dans l’industrie vinicole ou dans les stations d’épuration pour le traitement des eaux usées.
La centrifugeuse est utilisée pour séparer les particules solides, soient les fragments de biomasse qui n’ont pas été collectés par le filtre-presse, du liquide appelé milieu de fermentation contenant le produit, elle emploie un récipient monolithique. Lors de la décantation, la force centrifuge contribue à accélérer le processus de sédimentation au cours duquel la phase de plus forte densité se dépose. En appliquant la décantation pour séparer les particules solides du liquide, celles-ci sont déplacées radialement dans le liquide et s’accumulent sur les parois du récipient où elles sont « soufflées » à intervalles réguliers avec de l’air comprimé dans un récipient de collecte.
La microfiltration est un procédé qui permet de séparer les particules solides de 0,01 à 10 μm sous une certaine pression à travers les membranes filtrantes. La microfiltration purifie le produit en éliminant les particules de la taille de bactéries. Ce dispositif est couramment utilisé dans l’industrie alimentaire, la pharmacie et la métallurgie. Il est souvent employé comme prétraitement dans le cadre de la nanofiltration.
La nanofiltration constitue la technique de filtration la plus moderne. Les membranes de nanofiltration séparent sous pression des pores à peine perceptibles et dont la taille est de 300 daltons. La taille des composés séparés est exprimée en unités de poids moléculaire plutôt qu’en unités de longueur. À cette étape, le produit est concentré pour atteindre une consistance qui convient à l’étape suivante – le séchage.
Le séchoir à pulvérisation est un équipement capable de sécher le produit plus rapidement, à partir d’un milieu pulvérisé à des vitesses d’atomisation et à des températures élevées dans une chambre de séchage, avant qu’il ne frappe la paroi du récipient de collecte. La vitesse de rotation ainsi que le dosage du produit s’effectuent à 18 000 tours par minute et à des températures comprises entre 150 et 250 °C.
