投稿者: yako77

Qu’est-ce qu’un joint en silicone ?

Un joint en silicone est un joint fabriqué en silicone (polymère thermodurcissable ou thermoplastique).

Les joints sont des matériaux d’étanchéité qui sont installés entre les composants dans les parties non mobiles des tuyaux et des raccords pour maintenir l’étanchéité à l’air, à l’eau ou à l’huile et d’autres propriétés d’étanchéité. Il existe deux types de joints : les joints en feuille moulés pour s’adapter à l’emplacement de l’installation et les joints liquides qui sont appliqués et solidifiés pour assurer l’étanchéité et la résistance à la pression.

La résistance à la chaleur et aux produits chimiques varie en fonction du matériau. Les joints en silicone résistent aux températures élevées et aux produits chimiques et se caractérisent par leur grande durabilité. Bien qu’il existe également des produits moulés, les joints liquides sont souvent appelés joints en silicone.

Utilisations des joints en silicone

Les joints en silicone sont largement utilisés dans l’industrie en raison de leur grande durabilité, de leur résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Voici quelques exemples d’applications des joints en silicone :

• Matériaux de garniture pour les culasses et les couvercles de soupapes des moteurs automobiles.
• Joints pour les moteurs d’avion, les turbines, les pompes à carburant, les soupapes, etc.
• Matériau d’étanchéité pour les équipements industriels où la propreté est importante, tels que les équipements médicaux et les équipements de transformation des aliments.
• Matériaux d’étanchéité dans les environnements à haute température et à haute pression dans les processus de fabrication de composants électroniques et de semi-conducteurs.
• Matériaux d’étanchéité pour les matériaux de construction, les systèmes d’évacuation des eaux de pluie, les tuyauteries, les équipements de l’industrie chimique, etc., où la résistance aux intempéries et aux produits chimiques est requise.

Les joints en silicone sont largement utilisés comme matériaux d’étanchéité haute performance dans ces secteurs industriels, en tirant parti de leurs propriétés. Ils sont également très flexibles et peuvent être découpés en différentes formes et tailles.

De plus, ils sont disponibles dans une large gamme de couleurs, et des joints de différentes couleurs ont été développés pour différentes applications.

Principe des joints en silicone

L’effet d’étanchéité des joints en silicone est créé par leur flexibilité et leur élasticité. Ils peuvent être découpés en différentes formes et collés sur la zone à étancher, ce qui permet d’étancher sans fuite les gaz, les liquides et autres fluides.

Le silicone est un composé de dioxyde de silicium réduit combiné à des acides organiques tels que l’alcool méthylique. Il possède des propriétés organiques et inorganiques et est extrêmement stable. Il est chimiquement stable et se caractérise par sa résistance à l’oxydation et à la dégradation et par sa faible activité physiologique.

En raison de sa faible activité physiologique, il est également utilisé dans les joints d’étanchéité pour les applications où il peut être introduit dans le corps, comme les robinets et les cuiseurs de riz. Leur résistance élevée à la chaleur les rend également utiles, par exemple, pour les joints des canaux d’huile de moteur.

Les joints moulés sont plus épais et peuvent se bosseler et se déformer avec le temps. Les joints liquides sont relativement faciles à sceller, même dans des formes complexes, et ont l’avantage de ne pas se bosseler. D’un autre côté, ils présentent également des inconvénients, comme le fait qu’ils prennent beaucoup de temps à durcir.

Types de joints en silicone

Il existe différents types de joints en silicone. Voici quelques exemples de types de joints en silicone :

1. Type en feuille

Ce type de joint en silicone est fabriqué en découpant le matériau du joint en silicone en feuilles. Grâce à la flexibilité et à l’élasticité du caoutchouc, il peut être découpé en différentes formes et utilisé.

Toutefois, une découpe précise est nécessaire car l’effet d’étanchéité dépend de la précision de la découpe. L’effet d’étanchéité dépend également de l’épaisseur et de la dureté, de sorte que l’épaisseur et la dureté appropriées doivent être sélectionnées en fonction de l’environnement dans lequel le produit est utilisé.

2. Type à revêtement métallique

Il s’agit d’un joint en silicone dont la surface est recouverte de métal. Il combine les caractéristiques des joints en silicone et en métal, ce qui lui confère une grande durabilité et des performances d’étanchéité élevées.

3. Type à noyau rigide

Ce type de joint est fabriqué en prenant en sandwich une goupille rigide (en métal ou en résine) au centre du joint en silicone. Il augmente la résistance du joint en silicone et offre une grande durabilité contre les forces de compression.

4. Type multicouche

Ce type est constitué de plusieurs couches de joints en silicone. Il offre une excellente durabilité et d’excellentes propriétés d’étanchéité.

5. Type liquide

Ce type de joint est constitué de caoutchouc de silicone sous forme liquide. Appliqué à l’aide d’une buse spéciale, il produit un effet d’étanchéité en tant que joint. Il peut être appliqué sur une variété de formes et a un excellent effet d’étanchéité grâce à son adhérence.

Toutefois, la surface d’application doit être plane pour garantir l’adhérence, ce qui nécessite un traitement de la surface d’application. De plus, le travail ne peut pas être effectué rapidement, car il faut du temps pour que le produit durcisse complètement.

Qu’est-ce qu’un afficheur ?

Un afficheur est un appareil qui affiche des signaux d’entrée au format numérique ou analogique.

Aujourd’hui, les afficheurs numériques sont la norme, et nombre d’entre eux sont équipés de fonctions permettant de convertir les signaux analogiques émis par divers capteurs, tels que le régime, la vitesse, le débit, la température, etc., en plus de la tension et du courant, en signaux numériques pour l’affichage, l’enregistrement interne et la communication avec d’autres équipements pour l’envoi et la réception de données. Nombre d’entre eux sont équipés de fonctions permettant d’envoyer et de recevoir des données en communiquant avec d’autres appareils.

En plus des afficheurs utilisant plusieurs diodes électroluminescentes à 7 segments ou des écrans à cristaux liquides en noir et blanc ou en couleur, il existe également des afficheurs analogiques conventionnels.

Utilisations des afficheurs

Les afficheurs de type LCD ne se contentent pas d’afficher des valeurs numériques, mais peuvent également afficher divers graphiques à barres et graphiques linéaires, et sont donc utilisés dans une grande variété d’applications.

À titre d’exemple, les afficheurs numériques destinés à mesurer le courant et la tension dans les usines enregistrent le courant et la tension produits par divers dispositifs à une vitesse d’échantillonnage de plusieurs milliers de fois par seconde, les convertissent en valeurs numériques, les transmettent à un micro-ordinateur ou à un dispositif similaire qui contrôle le système, effectuent un traitement arithmétique et affichent les résultats sur un panneau d’affichage. Les résultats sont affichés sur le panneau d’affichage.

Principe des afficheurs

Les afficheurs à écran numérique sont souvent utilisés dans des usines et d’autres lieux où les conditions environnementales sont rigoureuses. Ils prennent donc en charge une large gamme de températures de fonctionnement garanties allant de 10°C à 50°C et de tensions d’alimentation allant de 100 V à 200 V CA, ce qui est différent de ce qui est prévu pour les équipements grand public.

La plupart des afficheurs numériques prennent en charge l’interface de communication RS-232C ou RS-485 avec les dispositifs externes. Ces interfaces permettent de communiquer avec des PC hôtes et d’autres dispositifs.

L’interface de communication prend en charge le protocole Modbus, couramment utilisé dans les appareils de mesure et autres équipements professionnels.

Elle reçoit des commandes du PC hôte et envoie des informations d’état au côté hôte pour la surveillance périodique de l’état du compteur numérique, met l’appareil sous tension et hors tension en fonction des instructions de l’hôte, envoie des données du registre interne du compteur numérique au PC hôte et envoie des données de l’hôte à l’interface de communication. Les données envoyées par l’hôte sont écrites dans le registre interne du compteur numérique.

De cette manière, le PC hôte peut contrôler jusqu’à 31 compteurs numériques simultanément via Modbus.

Qu’est-ce qu’une machine de tampographie ?

Une machine de tampographie est un type de machine utilisée pour l’impression. Le tampon souple étant pressé contre l’objet à imprimer, il permet de réaliser de belles impressions non seulement sur des surfaces planes, mais aussi sur des surfaces courbes. Les couleurs ne sont pas limitées à une seule couleur, mais peuvent être combinées à d’autres couleurs. L’impression étant réalisée à l’aide d’un tampon de silicone, la taille de la zone imprimable dépend de la taille du tampon de silicone.

Utilisations des machines de tampographie

Comme l’impression peut être réalisée sur une grande variété d’objets, y compris les produits en résine, les sacs et autres produits en tissu, les produits en cuir, etc., elle est souvent utilisée pour l’impression d’objets courants tels que les stylos à bille et les sacs fourre-tout. En particulier, la capacité d’imprimer magnifiquement sur des surfaces irrégulières rend cette technologie indispensable pour imprimer sur des stylos à bille, des tasses et d’autres formes qui ne peuvent pas être imprimées à l’aide de méthodes d’impression conventionnelles. En revanche, la portée de l’impression dépend de la taille du tampon en silicone utilisé pour l’impression, de sorte qu’elle n’est pas adaptée à l’impression de produits de très grande taille.

Principe des machines de tampographie

La tampographie se déroule selon la séquence suivante. Le tampon de silicone utilisé pour l’impression est élastique, ce qui lui permet d’imprimer sur des surfaces courbes ou irrégulières. De plus, comme il sèche plus rapidement que la soie générale, il peut être surimprimé immédiatement après l’impression, ce qui permet d’imprimer en quadrichromie.

• L’objet est placé sur la table d’impression et sa position est réglée avec précision.
• L’encre est versée sur la plaque gravée en creux avec le motif d’impression et l’excédent d’encre est enlevé par grattage.
• Le tampon en silicone est pressé contre la surface de la taille-douce pour transférer l’encre.
• L’encre est transférée sur l’objet en pressant le tampon de silicone contre l’objet.

Il existe deux types de machines de tampographie : celles dans lesquelles le réglage de la position, etc. est effectué par une personne et celles dans lesquelles la machine effectue le réglage automatiquement, en fonction de l’utilisation prévue. Certaines machines de tampographie manuelles suffisent pour les produits sur mesure produits en petites quantités ou lorsque la précision d’impression n’est pas très élevée, mais lorsqu’une production de masse est nécessaire ou qu’une grande précision d’impression est requise, des machines de tampographie automatiques sont généralement utilisées. De plus, la qualité d’impression dépendant de l’état du tampon en silicone, il convient de prêter attention à la détérioration du tampon en silicone et à l’adhérence de la poussière.

Qu’est-ce qu’un thermomètre bimétallique ?

Un thermomètre bimétallique est un instrument de mesure qui utilise les propriétés des bimétalliques pour mesurer la température.

Les bimétaux sont fabriqués en collant deux types de plaques métalliques ayant des coefficients de dilatation thermique différents, qui se courbent lorsque la température change. Cet instrument utilise la force de courbure pour faire tourner l’axe de l’aiguille qui pointe vers l’échelle de la plaque d’affichage et lit directement la température mesurée.

Par rapport aux thermomètres en verre, ils sont plus durables, plus faciles à manipuler et plus sûrs. En raison de leur structure simple et de leur facilité d’entretien et d’inspection, ils sont largement utilisés dans les applications domestiques et industrielles.

Utilisations des thermomètres bimétalliques

Les thermomètres bimétalliques sont utilisés à l’intérieur comme thermomètres muraux ou fixes. Ils comportent principalement un élément bimétallique à ressort qui déplace l’aiguille d’une plaque d’affichage circulaire avec une échelle imprimée.

Ils sont également utilisés comme thermomètres à eau, thermomètres de sol et thermomètres de cuisine. Les bilames à enroulement sont incorporés dans un cylindre en saillie derrière la plaque d’affichage. De plus, dans les applications industrielles, les bimétaux sont utilisés pour le contrôle de la température des lignes dans les usines chimiques, etc., en raison de leurs caractéristiques telles que l’étanchéité, la résistance à la corrosion, la résistance chimique et la résistance à la pression, qui peuvent être facilement ajoutées.

Principe des thermomètres bimétalliques

L’un des bimétalliques est un alliage de fer et de nickel, un alliage à faible dilatation thermique dont le coefficient de dilatation thermique est pratiquement nul à la température ambiante. L’autre bimétallique est un alliage à coefficient de dilatation thermique très élevé, obtenu en ajoutant du chrome ou du cuivre au manganèse. Les bimétaux sont fabriqués sous la forme d’une seule feuille de métal en superposant ces deux feuilles de métal et en les laminant à froid.

Une technologie avancée est nécessaire pour la production de bimétaux, car leurs propriétés peuvent changer sous l’effet de la chaleur après une utilisation prolongée. Lorsque la tôle bimétallique est chauffée, la face de l’alliage ayant le coefficient de dilatation le plus élevé s’étend et se déforme avec la face de l’alliage à faible dilatation thermique à l’intérieur. Les thermomètres bimétalliques sont dotés d’un mécanisme qui utilise la force générée à ce moment-là pour déplacer l’aiguille du thermomètre.

En réalité, le matériau bimétallique est enroulé autour du thermomètre sous la forme d’un ressort, et la torsion causée par les changements de température est utilisée pour faire tourner l’aiguille. L’alliage à faible dilatation thermique est appelé invar en anglais et est une marque déposée. Il s’agit d’un alliage contenant 64 % de fer, 36 % de nickel et une petite quantité de manganèse. Il se caractérise par sa faible dilatation thermique, ce qui signifie que les cristaux dans leur ensemble ne subissent pratiquement aucune dilatation thermique lorsque la température augmente.

Comment installer les thermomètres bimétalliques ?

Si le produit tombe ou est soumis à des chocs excessifs, des écarts de lecture se produisent. Par conséquent, les points suivants doivent être pris en compte lors du montage du thermomètre :

1. Vibrations

Les vibrations continues de la partie sensible à la température entraînent l’usure des différentes parties du thermomètre et leur détérioration. Les vibrations de la partie sensible à la température se manifestent par un léger tremblement de l’aiguille. Si cela se produit, il ne faut pas laisser l’appareil sans surveillance, mais prendre immédiatement les mesures appropriées.

2. Température ambiante

S’il existe une différence de température entre la température ambiante et l’objet à mesurer, la température ambiante peut entraîner des erreurs de mesure. Il est possible d’y remédier en maintenant l’équipement utilisé au chaud et en contrôlant la dissipation et l’absorption de la chaleur.

3. Environnement glacial

Si la température de l’objet à mesurer est inférieure au point de congélation, l’intérieur du thermomètre peut geler et endommager le produit. Si le produit doit être utilisé dans un environnement de congélation, un produit dédié doit être installé. Dans de rares cas, les produits dédiés peuvent geler à l’intérieur, mais dans la plupart des cas, cela peut être résolu en choisissant un produit avec des spécifications spéciales, comme l’utilisation d’un produit avec de l’huile de silicone.

Autres informations sur les thermomètres bimétalliques

1. Tubes de protection pour les thermomètres bimétalliques

Des tubes protecteurs sont nécessaires dans les cas suivants :

• Lorsque l’objet à mesurer peut corroder la partie sensible à la température.
• Lorsque la partie sensible à la température est soumise à une pression élevée.
• Lorsque l’objet à mesurer est un fluide.
• Lorsque l’objet à mesurer fuit et interfère lorsque le thermomètre est retiré.

2. Matériau de la gaine de protection

S’il existe un risque de corrosion de l’objet à mesurer, il faut choisir un matériau résistant à la corrosion pour la gaine de protection. Si la partie sensible à la température est soumise à une pression, il faut utiliser un matériau résistant à la pression.

3. Types de gaines de protection

Les types de gaines de protection comprennent les gaines de protection non ferreuses, les gaines de protection soudées en acier inoxydable et les gaines de protection évidées. Le choix se fait en fonction de la longueur de la pièce sensible à la température et d’autres facteurs.

Qu’est-ce qu’une chaudière à biomasse ?

Les chaudières à biomasse sont des équipements à source de chaleur qui utilisent des déchets industriels tels que les déchets de bois, les déchets de papier et les pneus usagés comme combustible pour produire de la vapeur et de l’eau chaude.

Utilisations des chaudières à biomasse

Les chaudières à biomasse sont utilisées dans divers domaines. L’une des utilisations les plus courantes est la production d’électricité à petite échelle.

Les systèmes de production d’électricité utilisant des chaudières à biomasse utilisent la chaudière à biomasse pour produire de la vapeur ou du gaz, qui est ensuite utilisé pour faire tourner une turbine dans le générateur afin de produire de l’électricité. Une chaudière à biomasse qui produit de la vapeur peut, par exemple, produire environ quatre tonnes de vapeur par heure, ce qui peut faire tourner la turbine du générateur pour produire 300 kilowatts d’électricité.

En plus de la vapeur, les chaudières à biomasse peuvent également produire de l’eau chaude, qui est utilisée pour chauffer les installations agricoles et fournir de l’eau chaude aux thermes. Les chaudières à biomasse sont également installées dans diverses usines, par exemple comme source de vapeur, d’eau chaude et d’eau sanitaire dans les grandes usines chimiques et comme source de chaleur pour les équipements de séchage dans les scieries.

Principe des chaudières à biomasse

Les chaudières à biomasse peuvent être divisées en trois méthodes de combustion principales : la combustion directe, la gazéification par pyrolyse et le gaz biochimique. Les chaudières à biomasse de chaque méthode sont utilisées pour la production d’électricité.

1. Systèmes à combustion directe

Les systèmes à combustion directe produisent de la vapeur et de l’eau chaude en brûlant directement des combustibles de biomasse tels que des copeaux de bois, du bois aminci et des déchets combustibles. Lorsqu’une chaudière à biomasse de cette méthode est utilisée comme générateur, la vapeur produite dans la chaudière à biomasse fait tourner une turbine pour produire de l’électricité.

2. Systèmes de gazéification par pyrolyse

Les systèmes de gazéification par pyrolyse utilisent des copeaux de bois, du bois aminci et des déchets combustibles comme combustible et produisent du gaz par chauffage plutôt que par combustion directe. Lorsqu’une chaudière à biomasse de ce type est utilisée comme générateur d’électricité, le gaz produit est utilisé pour faire tourner une turbine à gaz et produire de l’électricité.

3. Méthode du gaz biochimique

Les systèmes à gaz biochimique utilisent comme combustible des effluents d’élevage, des déchets alimentaires ou des boues d’épuration. Ils se distinguent par le fait qu’ils sont fermentés plutôt que brûlés. La fermentation produit du biogaz combustible tel que le méthane, qui est brûlé pour produire de la vapeur et de l’eau chaude. Lorsqu’une chaudière à biomasse de ce type est utilisée comme générateur d’électricité, le gaz produit est utilisé pour faire tourner une turbine à gaz qui produit de l’électricité.

L’une des principales caractéristiques des chaudières à biomasse est qu’elles utilisent comme combustible des éléments provenant directement de la biosphère, plutôt que des combustibles fossiles. Cela signifie que le dioxyde de carbone absorbé par les copeaux de bois et les autres matériaux utilisés comme combustible pour la croissance et le dioxyde de carbone produit lors de la combustion sont considérés comme étant plus ou moins nuls, ce qui permet d’atteindre la “neutralité carbone”.

Autres informations sur les chaudières à biomasse

1. Points à prendre en compte lors de l’installation d’une chaudière à bois et à biomasse

Trois points sont à prendre en considération lors de l’installation d’une chaudière à biomasse : le coût du combustible, le coût de l’équipement et l’élimination des cendres de combustion. Ces points sont expliqués successivement :

Coût du combustible
Les chaudières à biomasse bois sont réputées avoir des coûts de combustible inférieurs à ceux des chaudières à combustibles fossiles. Le combustible peut provenir de la sylviculture, de l’industrie manufacturière (transformation du bois), de la construction (principalement la construction de maisons générales) et de l’élimination des déchets industriels.

Coût de l’équipement
Le pouvoir calorifique inférieur des combustibles ligneux par rapport aux combustibles fossiles et la variation de la qualité des combustibles ligneux signifient que les coûts d’équipement d’une chaudière à biomasse ligneuse sont plus élevés pour obtenir le même rendement. Afin de promouvoir l’utilisation de ces chaudières à l’avenir, il est souhaitable d’augmenter les subventions du gouvernement ainsi que les améliorations techniques.

Élimination des cendres de combustion
Le bois de chauffage génère des cendres de combustion représentant environ 10 % du combustible utilisé. Selon la législation japonaise, les cendres de combustion sont considérées comme des déchets industriels. Cela soulève la question de l’élimination coûteuse des cendres de combustion. Toutefois, la décision est laissée à l’appréciation de chaque municipalité, qui prend des décisions différentes.

2. Combustibles pour les chaudières à biomasse de bois

Les combustibles pour les chaudières à biomasse bois comprennent le bois de chauffage, les copeaux de bois et les granulés de bois. Le bois de chauffage est défini comme du bois qui a été coupé en bûches de taille raisonnable et séché pour augmenter l’efficacité de la combustion. Les copeaux de bois sont des chutes de bois déchiquetées provenant des industries forestières, manufacturières et de la construction, qui sont plus faciles à transporter que le bois de chauffage.

Les granulés de bois sont fabriqués à partir de copeaux de bois, de sciure de bois, etc., qui sont moulés en plus petits morceaux et traités pour faciliter la combustion. Les prix varient en fonction du nombre d’heures de travail nécessaires à la transformation.

3.Potentiel des chaudières à biomasse de bois

Les chaudières à biomasse de bois entrent dans la même catégorie d’énergie renouvelable que la production d’énergie éolienne et solaire. L’avantage par rapport aux autres énergies renouvelables est qu’elles ne sont pas affectées par les conditions météorologiques. Si l’approvisionnement en combustible et d’autres questions peuvent être résolues, il s’agit d’une source d’énergie très prometteuse.

Qu’est-ce qu’un bioréacteur ?

Les bioréacteurs sont un type de biotechnologie. Les bioréacteurs sont utilisés dans un large éventail de domaines, notamment l’alimentation, l’agriculture, l’industrie, la médecine, l’analyse, etc. Il s’agit de systèmes qui utilisent les mécanismes des changements chimiques dans les organismes vivants causés par les enzymes et les cellules pour produire des substances utiles à l’industrie.

Bien que les réactions in vivo aient l’inconvénient d’être plus lentes que les réactions chimiques, elles présentent d’autres avantages tels que moins de sous-produits et aucune perte d’activité catalytique. Elles sont également supérieures en termes de coût, car elles peuvent se dérouler sans être soumises à des températures et à des pressions élevées, ce qui élimine la nécessité de préparer des équipements résistants à la pression et à la chaleur.

Utilisations des bioréacteurs

L’homme utilise les bioréacteurs depuis l’Antiquité. Il s’agit notamment du miso (aliment japonais traditionnel qui se présente sous forme de pâte fermentée), de la sauce soja, du saké et du vin, qui sont produits par la réaction de la levure et des levures avec les matières premières, telles que les fèves de soja, le riz et le jus de fruit.

À l’époque moderne, la recherche et le développement de diverses technologies de bioréacteurs ont progressé en fonction de leurs caractéristiques et de leurs utilisations. Par exemple, l’immobilisation des enzymes (qui les rend disponibles pour un usage répété) a permis la production en masse d’acides aminés et de sucres, conduisant à leur utilisation dans l’industrie alimentaire, et le développement d’instruments tels que les autoanalyseurs et les biocapteurs, qui sont des instruments d’analyse physico-chimique utilisés pour détecter et quantifier des substances.

D’autres applications concernent les réactions se produisant dans les cellules végétales, les cellules animales telles que les cellules hépatiques et sanguines, les organites intracellulaires tels que les mitochondries et les corps pigmentaires, les récepteurs hormonaux et les anticorps.

Principe des bioréacteurs

Les bioréacteurs fonctionnent en synthétisant, décomposant, convertissant et éliminant les réactifs en tant que matières premières avec des enzymes immobilisées et d’autres éléments de réaction sous une température, un pH et une pression contrôlés et régulés, afin d’obtenir le produit cible.

En plus des enzymes purifiées, des cellules et des micro-organismes sont utilisés comme éléments de réaction. Les éléments de réaction peuvent être immobilisés soit par la méthode de liaison au support, qui consiste à les lier à des supports insolubles, soit par la méthode de réticulation, qui consiste à réticuler les éléments de réaction, soit par la méthode d’inclusion, qui utilise un agent d’inclusion. L’immobilisation de l’élément réactionnel facilite la séparation de l’élément réactionnel de la substance produite. Il existe également des méthodes où les éléments réactionnels sont suspendus sans être immobilisés.

Dans les bioréacteurs, les méthodes d’aération, d’agitation, de mélange et de contrôle de la température de réaction diffèrent fortement selon que la réaction est effectuée à l’état liquide ou solide. Par exemple, si les éléments de réaction sont des organismes aérobies, l’aération est nécessaire, on utilise donc une méthode d’aération et d’agitation, ou on choisit une méthode d’airlift, dans laquelle des bulles d’air s’élèvent à partir d’un tube de tirage à l’intérieur du récipient. Dans le cas des organismes photosynthétiques, il est nécessaire d’apporter au liquide des matières organiques dissoutes, des sels inorganiques tels que l’azote et le phosphore, des vitamines et d’autres substances bioactives, ainsi que de la lumière.

Dans le cas des microbioréacteurs utilisés pour l’analyse, des récipients de l’ordre de quelques µl peuvent être utilisés, et la température et le volume du liquide doivent être davantage contrôlés pour éviter les erreurs de mesure.

Synthèse de substances optiquement actives par des bioréacteurs

Les bioréacteurs sont également fréquemment utilisés pour la synthèse de substances optiquement actives. Les biocatalyseurs sont parmi les catalyseurs les plus couramment utilisés pour la synthèse de substances optiquement actives. Les avantages de l’utilisation des biocatalyseurs sont les suivants :

• Nombre d’entre eux présentent une excellente activité catalytique dans des environnements faciles à gérer pour nous : température normale, pression normale et pH proche de la neutralité.
• Les réactions sélectives ne se produisent que sur des sites spécifiques du composé. En général, peu de sous-produits sont produits et on peut s’attendre à des réactions avec des rendements élevés.
• La spécificité du substrat permet d’effectuer des réactions uniquement sur des composés spécifiques, même si plusieurs composés sont présents. Même si des composés racémiques sont utilisés, il est possible de réagir uniquement avec le corps R ou le corps S.
• Dans de nombreux cas, la réaction est effectuée dans l’eau, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de se préoccuper de la déshydratation ou du dégazage.
• Les groupes fonctionnels sont très sélectifs, ce qui permet de réduire uniquement les cétones en présence de cétones et d’aldéhydes, ou d’hydrolyser des nitriles sélectifs en présence d’esters.

Utilisations des bioréacteurs en médecine régénérative

Dans le domaine de la médecine régénérative, les bioréacteurs peuvent être utilisés pour cultiver efficacement un grand nombre de cellules.

Les cellules souches pluripotentes telles que les cellules ES et iPS attirent l’attention en tant que source cellulaire importante en médecine régénérative en raison de leur capacité de prolifération illimitée et de leur multipotence. En particulier, les cellules iPS devraient être utilisées dans divers domaines, car elles sont confrontées à moins d’obstacles éthiques que les cellules ES. D’autre part, pour utiliser ces cellules en médecine régénérative, un approvisionnement stable d’environ 1 à 10 milliards de cellules est nécessaire. Un point important dans les systèmes de culture flottants en 3D est de savoir comment maintenir l’uniformité de la composition du milieu de culture et de la concentration d’oxygène dans le milieu. La vitesse d’agitation est importante à cet égard. Une agitation excessive peut entraîner un stress physique pour les cellules. Cette méthode est particulièrement inadaptée à la culture des cellules iPS, qui sont sujettes à l’apoptose dans les cellules individuelles. D’autre part, une agitation à faible vitesse devrait entraîner une fusion non spécifique entre les cellules et une sédimentation des agrégats cellulaires, ce qui peut réduire considérablement l’efficacité de la culture. Pour résoudre ces problèmes, des recherches sont en cours pour développer des bioréacteurs moins stressants pour les cellules et maintenant une agitation plus uniforme.

Qu’est-ce qu’une fiole ?

Les fioles sont utilisées comme récipients pour les injections ou les échantillons d’analyse en chromatographie liquide à haute performance et sont classés comme récipients scellés dans la pharmacopée japonaise. L’ouverture est recouverte d’un bouchon en caoutchouc, mais il existe également des fioles à bouchon vissé.

Elles sont en verre borosilicaté qui est un verre traité par le feu sans l’utilisation de moules. Comme ce verre peut être fabriqué à des températures plus basses que le verre sodocalcique, l’élution des composants alcalins est relativement faible. Ces dernières années, on a constaté un besoin accru de fioles faiblement traitées aux alcalins, qui réduisent l’élution des fioles pour la stabilité du médicament, et de fioles à faible absorption, qui peuvent réduire la quantité de médicament adsorbé.

Utilisations des fioles

Les fioles sont principalement utilisées pour contenir des médicaments injectables. Pour l’utiliser, la fiole est remplie de médicament dans des conditions aseptiques, un bouchon en caoutchouc est inséré dans l’ouverture, et le bouchon en caoutchouc et l’ouverture sont refermés à l’aide d’un capuchon en aluminium ou similaire. Le bouchon en caoutchouc peut être percé plusieurs fois, ce qui permet de recueillir la solution médicamenteuse plusieurs fois, mais il doit être utilisé dans des conditions aseptiques, car des accidents infectieux peuvent se produire en raison d’opérations telles que la collecte de la solution médicamenteuse à l’aide d’une aiguille contaminée.

En chromatographie liquide à haute performance, des fioles sont également utilisées pour placer les échantillons d’analyse dans les échantillonneurs automatiques, mais dans le cas de la chromatographie ionique, des fioles en résine synthétique sont utilisées car il existe un risque de lixiviation des composants présents dans les fioles en verre. De plus, les substances basiques peuvent adhérer à la paroi interne de la fiole, auquel cas on utilise également des fioles en résine synthétique.

Caractéristiques des fioles

Les fioles sont fabriquées en verre borosilicaté. Le verre borosilicaté est composé de dioxyde de silicium et d’acide borique anhydre et présente une structure réticulée. Il se caractérise par un faible coefficient de dilatation thermique, une dureté relative et une grande résistance à l’eau. Par rapport au verre sodé et au verre au plomb, il est plus résistant à la chaleur et au froid et présente une excellente résistance à la corrosion par les produits chimiques. Il se caractérise également par son imperméabilité à l’oxygène et à d’autres gaz, ce qui empêche l’oxydation.

Les traitements de surface sont utilisés pour modifier les propriétés de la surface intérieure en verre des fioles, notamment la désalcalinisation et le revêtement. La désalcalinisation est une opération qui consiste à neutraliser ou à extraire sélectivement les composants alcalins de la couche superficielle en faisant réagir la surface du verre avec un composé sulfuré à une température proche du point de transition du verre. Cette opération expose les surfaces à forte teneur en silice et réduit l’élution des composants alcalins. Les revêtements peuvent être appliqués à l’aide de silice, de résines de silicone ou de fluoropolymères.

Le traitement de la silice est une méthode par laquelle la silice est fondue à haute température sur la surface intérieure du verre pour former une fine pellicule de silice sur la surface intérieure. Le traitement à la silicone est généralement une méthode de formation d’une fine pellicule de résine de silicone sur la surface du verre par trempage et cuisson dans une solution de diméthylpolysiloxane. Le traitement au fluoropolymère est une méthode de formation d’une fine pellicule de fluoropolymère sur la surface intérieure du verre par application et cuisson d’un fluoropolymère avec un agent de couplage. Ces procédés évitent le contact direct de la solution chimique avec la surface interne du verre, ce qui rend plus difficile l’élution des composants du verre.

Différences entre les fioles et les ampoules

Les fioles sont munies d’un bouchon en caoutchouc qui couvre l’ouverture, tandis que les ampoules sont remplies de la solution médicinale, puis stockées avec l’extrémité du récipient fermée par la chaleur. Pour utiliser la solution médicamenteuse, la tête du récipient est coupée et une aiguille est insérée dans l’ouverture pour aspirer la solution médicamenteuse. Lors de la découpe des ampoules, la manipulation dépend du type de récipient. Pour les récipients présentant des marques ponctuelles ou des lignes à l’endroit de la découpe, la tête de l’ampoule est pliée à la main telle quelle. Pour les ampoules sans marques ni lignes, la tête de l’ampoule est pliée après avoir gratté le col de l’ampoule à l’aide d’un cutter pour ampoules et d’une lime. Les ampoules sont souvent utilisées pour les médicaments injectables en quantités relativement faibles. Comme les fioles, les ampoules sont fabriquées en verre borosilicaté, ce qui signifie que les composants de la solution médicamenteuse sont à peine adsorbés et que les composants en verre sont rarement dissous. Elles ne sont pas non plus perméables aux gaz tels que l’oxygène. L’avantage d’utiliser des ampoules est qu’elles peuvent être fabriquées dans des contenants très hermétiques à un coût inférieur à celui des fioles.

Comment manipuler les fioles à bouchon en caoutchouc ?

Lors de l’utilisation de fioles munies d’un bouchon en caoutchouc, il convient de veiller à éviter le coring. Le coring est un phénomène dans lequel le bouchon en caoutchouc est raclé par l’aiguille lorsque celle-ci est insérée dans le bouchon en caoutchouc de la fiole, et les morceaux de caoutchouc raclés (c’est-à-dire le noyau) sont mélangés à la solution médicamenteuse. On pense que le noyautage est dû à des facteurs tels que la forme et le matériau du bouchon en caoutchouc, le diamètre et la forme de l’aiguille d’injection et la méthode de ponction. Par exemple, il a été rapporté que l’incidence du carottage est plus élevée avec les aiguilles en plastique émoussées et les aiguilles en métal 18G. Il a également été rapporté que plus l’aiguille est insérée rapidement, plus l’incidence du carottage est élevée.
Pour prévenir le carottage, les méthodes suivantes sont considérées comme efficaces :

• Lors de l’insertion de l’aiguille, percer le bouchon en caoutchouc à l’endroit désigné (zone gravée).
• S’il n’y a pas de zone gravée, le centre du bouchon en caoutchouc doit être utilisé.
• Choisissez une aiguille aussi fine que possible et dont la lame est courte.
• L’aiguille doit être insérée lentement et verticalement.
  Ne tournez pas l’aiguille pendant l’injection.
• Évitez d’injecter l’aiguille plus d’une fois au même endroit.

Lors de la manipulation de fioles munies d’un bouchon en caoutchouc, il convient de se familiariser avec ces méthodes et de faire preuve d’une extrême prudence afin d’éviter les carottages.

Qu’est-ce qu’un panneau en nid d’abeille ?

En disposant des hexagones comme dans une ruche, il est possible d’obtenir “une résistance maximale avec un minimum de matériau” et la structure en nid d’abeille est idéale d’un point de vue mécanique.

Les panneaux en nid d’abeille sont des panneaux ultra-légers et très résistants, dont le centre en nid d’abeille est prise en sandwich entre des plaques de parement dont la majeure partie du volume est constituée d’air. Ils peuvent être taraudés, percés, entaillés ou traités de la même manière que les matériaux métalliques ordinaires.

Ils sont utilisés lorsqu’une réduction significative du poids est souhaitée sans compromettre la résistance.

Utilisations des panneaux en nid d’abeille

Fabriqués à partir d’aluminium, de papier et de plastique, les panneaux alvéolaires sont sélectionnés pour différentes applications, car leur résistance et leur poids varient en fonction de la grosseur de noyau du nid d’abeille. Les composites à base de fibres aramides et de fibres de carbone sont utilisés dans le secteur aérospatial, tandis que l’aluminium est couramment utilisé pour les matériaux de construction, les équipements médicaux et l’ameublement.

Les noyaux en nid d’abeille ont également la capacité de réguler les flux d’air turbulents (action rectificatrice) et peuvent être utilisés comme plaques rectificatrices dans les vitrines. Le nid d’abeille est utilisé de diverses manières, en tirant parti de ses propriétés d’insonorisation et d’isolation thermique.

Principe des panneaux en nid d’abeille

• Grande rigidité
  La structure d’un panneau en nid d’abeille peut être considérée comme un ensemble de poutres en I disposées de manière hexagonale, ce qui rend l’ensemble du panneau résistant à la déformation. La surface supportée par le nid d’abeille acquiert une grande rigidité hors plan, ce qui permet de supporter des charges plus élevées.
• Propriétés de fatigue
  Par rapport aux constructions en plaques soudées ou collées mécaniquement, il n’y a pas de concentrations de contraintes, ce qui se traduit par d’excellentes propriétés de fatigue. Les panneaux en nid d’abeille permettent également d’obtenir d’excellentes propriétés de fatigue acoustique.
• Surface lisse
  Pas de déformation causée par le boulonnage ou le rivetage, ce qui permet d’obtenir une surface lisse et plane lors du moulage et de l’assemblage, ainsi qu’un aspect agréable.
• Absorption des chocs
  Lorsqu’il est chargé dans le sens de l’épaisseur, le panneau en nid d’abeille se déforme tout en maintenant une charge presque constante, ce qui explique ses propriétés élevées d’absorption des chocs.
• Propriétés d’isolation
  Plus de 90 % de l’air en volume est contenu dans les cellules individuelles, ce qui empêche la convection de l’air.
• Propriétés d’insonorisation
  Lorsque de petits trous sont percés sur un côté du panneau, l’énergie acoustique résonne dans l’air à l’intérieur, ce qui produit un effet d’étouffement. La fréquence à laquelle le son est atténué dépend de la taille des cellules du nid d’abeille et de l’épaisseur du panneau.

Qu’est-ce que l’hydrogel ?

L’hydrogel est un terme générique désignant une substance dans laquelle un solide tel qu’un polymère absorbe de l’eau et gonfle pour former une forme non fluide (gel). Par exemple, lorsque des chaînes de polymères telles que les polysaccharides et les gélatines sont réticulées pour former une structure de réseau tridimensionnelle, elles contiennent tellement d’eau dans la structure du réseau qu’elles deviennent gonflées et insolubles dans l’eau. Le konjac (plante vivace cultivée en Asie), l’agar-agar et la gelée en sont des exemples.

Utilisations de l’hydrogel

L’hydrogel se trouve dans des aliments tels que le tofu et l’agar-agar. Il est également utilisé dans les lentilles de contact souples et le matériau absorbant (polymère superabsorbant) pour les couches jetables. Comme sa composition ressemble à celle des tissus mous biologiques, son utilisation en tant que matériau médical a été étudiée ces dernières années, mais la perte de ses propriétés lorsqu’il absorbe l’eau dans le corps est un problème qui doit être résolu.

Parmi les exemples spécifiques, citons l’utilisation comme cartilage artificiel et disques intervertébraux artificiels, l’utilisation comme matériau libérant lentement des médicaments, et dans le domaine de la médecine régénérative, l’utilisation comme matériau d’échafaudage pour les cellules est en cours d’étude. Après avoir cultivé des cellules sur l’hydrogel, seul le gel est dissous par un agent réducteur pour créer des feuilles cellulaires avec des cellules attachées les unes aux autres, qui peuvent ensuite être appliquées sur des zones endommagées pour les traiter.

Principe et propriétés des hydrogels

1. Gel physique et gel chimique

Les hydrogels sont classés en gels physiques et gels chimiques en fonction de la méthode de réticulation.

• Gels physiques
  Réticulés par des liaisons hydrogène, des liaisons ioniques, des liaisons de coordination, etc.
• Gels chimiques
  Réticulés par des liaisons covalentes.

Quelques exemples concrets : des éléments tels que l’agar-agar et la gélatine, qui subissent une transition sol-gel réversible lorsqu’ils sont chauffés, sont des gels physiques. Alors que des éléments chimiquement stables tels que les polymères superabsorbants dans les couches jetables et les lentilles de contact souples sont des gels chimiques.

2. Exemples de gélification

Un exemple bien connu est l’acide alginique, un polymère naturel. Le sel de sodium de l’alginate est soluble dans l’eau, mais lorsqu’un cation multivalent tel que Ca2+ est ajouté, une réticulation ionique se produit instantanément. Dans ce processus, l’eau du solvant est incorporée dans la structure des mailles des réticulations, ce qui entraîne une gélification (hydrogel).

Types d’hydrogels

L’HEMA (Hema : méthacrylate d’hydroxyéthyle) a été utilisé dans les lentilles de contact souples conventionnelles parce qu’il devient mou lorsqu’il est hydraté. L’augmentation de la teneur en eau augmentant la perméabilité à l’oxygène, des tentatives ont été faites pour augmenter la teneur en eau et réduire l’épaisseur de la lentille. Toutefois, il a été dit qu’il y avait des limites au développement technologique car une teneur en eau plus élevée facilite l’évaporation de l’eau, ce qui rend les yeux plus secs pendant le port de la lentille.

C’est pourquoi l’hydrogel de silicone a attiré l’attention ces dernières années en tant que nouveau matériau permettant de résoudre les problèmes de l’HEMA. L’hydrogel de silicone est un matériau à faible teneur en eau et à forte perméabilité à l’oxygène. Comme l’oxygène passe directement à travers la lentille de contact, il peut fournir une grande quantité d’oxygène sans dépendre de la teneur en eau de la lentille, ce qui présente l’avantage de réduire la charge sur l’œil.

Cela devrait réduire la diminution des cellules endothéliales de la cornée, qui a été un problème avec les lentilles de contact dans le passé. Un autre avantage est que la faible teneur en eau empêche les yeux de se dessécher pendant le port des lentilles. De plus, les matériaux en silicone hydrogel sont moins susceptibles d’être contaminés par les protéines contenues dans les larmes.

Toutefois, en raison de sa forte lipophilie, l’huile qui s’y dépose est difficile à éliminer. Il faut donc veiller à ce que le contenu huileux, tel que le maquillage des yeux, n’adhère pas au matériau. La difficulté réside dans le fait qu’en raison de sa faible teneur en eau, il s’agit d’un matériau plus dur que l’HEMA, et le développement technologique est en cours pour améliorer le confort de port.

Qu’est-ce qu’un filtre à encoche ?

Les filtres à encoche sont des filtres optiques qui atténuent (ou bloquent) uniquement certaines bandes de longueur d’onde de la lumière à des niveaux très bas, tandis que d’autres bandes de longueur d’onde de la lumière présentent une transmission élevée.

Les filtres à encoche sont également appelés filtres passe-bande ou bandstops. Les filtres passe-bande sont généralement utilisés pour transmettre uniquement la lumière dans une bande de longueur d’onde spécifique, tandis que les filtres à encoche ont la fonction inverse (seule la lumière dans une bande spécifique n’est pas transmise).

Utilisations des filtres à encoche

Les filtres à encoche sont utilisés, par exemple, pour éliminer la lumière d’excitation d’un faisceau laser à longueur d’onde unique. Les lasers sont généralement des dispositifs qui oscillent avec une lumière d’excitation pour produire une intensité et une puissance élevées.

Ils émettent de la lumière à une seule longueur d’onde, mais la lumière d’excitation peut être mélangée. Les filtres à encoche peuvent être utilisés pour extraire la lumière émise par le laser et pour bloquer la lumière d’excitation.

Les filtres à encoche sont également utilisés dans la spectroscopie Raman et la spectroscopie de fluorescence, qui sont des instruments scientifiques analytiques utilisant des lasers. En coupant la lumière provenant de la source lumineuse d’excitation et d’autres sources, seul le spectre Raman ou le spectre de fluorescence à mesurer est détecté, ce qui permet d’effectuer des mesures avec un faible bruit de fond.

Principe des filtres à encoche

Les filtres à encoche sont constitués d’un film multicouche diélectrique composé de plusieurs couches de diélectriques d’indices de réfraction différents sur un substrat de verre optiquement poli. Le film multicouche diélectrique n’absorbe pas la lumière et la différence d’indice de réfraction entre les couches provoque des réflexions et des interférences qui permettent de bloquer la lumière dans une bande spécifique. La transmittance varie en fonction de l’angle d’incidence et de la polarisation (polarisation S ou P). La longueur d’onde centrale du blocage se déplace vers des longueurs d’onde plus courtes à mesure que l’angle d’incidence augmente.

Les films multicouches diélectriques sont composés de matériaux à indice de réfraction élevé (indice de réfraction 2-2,5), tels que l’oxyde de titane et le tantale, et de matériaux à faible indice de réfraction (1-1,5), tels que l’oxyde de silicium et le fluorure de magnésium. Le dépôt peut être effectué par évaporation sous vide ou par évaporation par faisceau d’électrons sur un diélectrique.

La surface du filtre est très solide grâce au film multicouche diélectrique et au revêtement antireflet AR, et elle est également résistante aux rayures. De plus, la direction de l’incidence est déterminée et est généralement indiquée par une flèche sur le bord du filtre. Selon le fabricant, la direction d’incidence est celle de l’extrémité de la flèche ou celle le long de la flèche ; il est donc nécessaire de vérifier à l’avance.

Autres informations sur les filtres à encoche

Termes utilisés pour décrire les performances des filtres à encoche

Les termes suivants sont nécessaires pour définir les performances d’un filtre à encoche afin de le sélectionner :

1. Densité optique
La densité optique (DO) indique dans quelle mesure un filtre à encoche peut bloquer la lumière laser d’une longueur d’onde particulière ; OD = 6 indique un rapport de transmission de 10 à la puissance moins six, c’est-à-dire un taux de transmission de 0,0001 %, une valeur de DO plus élevée signifiant un taux de blocage plus élevé.

Toutefois, plus la valeur de DO est élevée, plus elle est optique et plus la zone de blocage tend à être large. Vous pouvez donc choisir un filtre à encoche avec la valeur de DO appropriée en vérifiant à l’avance la quantité à couper en fonction de l’intensité du laser que vous utilisez et en connaissant la valeur de DO suffisante pour le blocage.

2. Longueur d’onde centrale
La longueur d’onde centrale est la longueur d’onde au centre de la plage de longueurs d’onde où la lumière ne pénètre pas le filtre à encoche et où la valeur de DO est la plus élevée. Le principal objectif des filtres à encoche étant de bloquer les lasers, la plupart des filtres à encoche disponibles dans le commerce sont généralement conçus de manière à ce que la longueur d’onde centrale corresponde à la longueur d’onde des lasers les plus fréquemment utilisés. Certains fabricants produisent des filtres à encoche sur mesure avec des longueurs d’onde centrales sélectionnées, mais ces filtres sont plus chers que ceux disponibles dans le commerce.

3. Région de blocage
La région de blocage est la région de longueur d’onde où la lumière est bloquée par le filtre à encoche. Elle est définie par la largeur maximale à mi-hauteur de la région à travers laquelle aucune lumière n’est transmise. Les filtres à encoche sont généralement réglés pour avoir une transmittance élevée dans la région de longueur d’onde en dehors de la région de blocage, et certains filtres ont une transmittance qui diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la région de blocage. Il est donc nécessaire de vérifier à l’avance le spectre de transmittance dans la plage de longueur d’onde de mesure, car il arrive que la lumière souhaitée ne puisse pas passer à travers un filtre à encoche lors de la mesure d’un large spectre.