20 results on '"scale–up"'
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2. Processus de scale-up et fonctionnement du CA naissant : Le rôle de l’attention et de l’auto-efficacité
- Author
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Bédat, Joëlle and Wirtz, Peter
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Entrepreneurial governance ,scale-up ,auto-efficacité ,gouvernance entrepreneuriale ,self-efficacy ,attention - Abstract
Cet article rapporte une étude pluriannuelle et processuelle d’une jeune scale-up et de son conseil d’administration (CA), en se focalisant sur l’attention et l’auto-efficacité de ses protagonistes pour mieux comprendre le mode de fonctionnement du CA. Les résultats permettent de mieux comprendre ce qui fait que, concrètement et au-delà du cycle de vie, le conseil d’administration s’engage dans un mode de fonctionnement disciplinaire et/ou cognitif. Nous montrons que l’intensité du traitement respectif des enjeux cognitifs et disciplinaires change d’une phase à l’autre du processus de scale-up, notamment, mais pas seulement, lors de l’entrée de nouveaux investisseurs. L’attention portée aux différents enjeux cognitifs et disciplinaires comporte des dimensions situées, organisationnelles et individuelles. Le principal résultat consiste à montrer, à l’instar de Knockaert et al. (2015), que les variables d’attention et d’auto-efficacité influencent fortement le fonctionnement disciplinaire et cognitif du CA, mais contrairement aux résultats des auteurs précités, il apparaît que l’attention et l’auto-efficacité participent à un processus complexe et dynamique. Ils changent d’objet en fonction du temps et des administrateurs et entraînent ainsi des changements dynamiques du fonctionnement du conseil. This article reports the results of the processual case study of a young scale-up’s board of directors by focusing on its members’ attention and self-efficacy. The results help better understand why precisely the board’s modus operandi leans sometimes towards discipline and sometimes toward cognition (or both) and that this is not only a matter of the venture’s life-cycle. The study reveals that the intensity of treatment of cognitive vs. disciplinary issues is highly, but not exclusively, dependent on the entry of new investors and hence changes from stage to stage. Results confirm Knockaert’s et al. (2015) intuition of the importance of attention and self-efficacy bias. Unlike those authors, however, it appears that the primary objects of attention and self-efficacy change through time and as the result of multiple directors’ complex actions. This leads to dynamic changes of the board’s operations over time.
- Published
- 2023
3. Biosorption at the HES-SO Valais-Wallis Sion Looking for Partners to Implement Innovative Technologies
- Author
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Elsbeth Heinzelmann
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Adsorption isotherm ,Adsorption kinetics ,Biosorbent ,Effluent treatment ,Micropollutants ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
Water pollution contributes to a number of health problems and disorders in humans, and dramatically affects wild animals and the environment as a whole. Biosorption is a sound and sustainable way to remove pollutants like metals, dyes, phenols, pesticides or drug metabolites from liquid effluents. But despite active research worldwide, technical limitations still impede its widespread use. At HES-SO Valais-Wallis in Sion, Prof. Simon Crelier is working on the development of efficient, economically viable and scalable biosorption processes.
- Published
- 2016
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4. Hierarchical Zeolites Overcome all Obstacles: Next Stop Industrial Implementation
- Author
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Danny Verboekend, Sharon Mitchell, and Javier Pérez-Ramírez
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Heterogeneous catalysis ,Hierarchical zeolite ,Post-synthetic modification ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
This review emphasizes key recent accomplishments towards the industrial exploitation of hierarchically structured zeolites in catalytic processes. A major milestone comprises the demonstration that affordable post-synthetic modifications enable the transformation of any conventional zeolite into hierarchical analogues with tunable porosity and functionality. Through specific examples, belonging to the transformation of fossil fuel and renewable feedstocks, we quantitatively illustrate the spectacular benefits attained upon application of hierarchical zeolite catalysts due to improved accessibility or modification of the type and distribution of active sites. A crucial step for these exciting lab-designed materials to be implemented in industrial processes is to shape them into technical forms. Accordingly, we studied the synthesis, characterization, and catalytic evaluation of millimeter-sized hierarchical zeolite bodies, enriching the fundamental understanding on scale-up and representing an additional solid step towards the commercial application of these materials.
- Published
- 2013
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5. From 1e-4 m2 to 2e+4 m2 and Beyond: The Long Road from Lab to Manufacturing
- Author
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John Meschter
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Dye-sensitized cell (dsc) ,Lab ,Manufacturing ,Prototype ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
So just how, exactly, does one take something that works in a lab and turn it into a mass produced, globally marketed product? What could be done better to make the whole process more efficient at delivering 'lab marvel' into 'everyday utility'? What are the skill-sets of the people who do this kind of manufacturing development? How are those skill-sets complementary to and synergistic with the skills of scientists in academia? What is the best marriage of these diverse kinds of people to deliver results quickly and consistently? This article will discuss the steps from lab to manufacturing and the pitfalls and opportunities that can make the difference between success and failure.
- Published
- 2013
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6. Continuous Chemistry in Microreaction Systems for Practical Use
- Author
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Gernot Müller, Theo Gaupp, Fabian Wahl, and Gregor Wille
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Continuous chemistry ,Kilogram synthesis ,Microreaction technology ,Process intensification ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
Handling manufacturing processes in microstructured continuous systems offers a variety of benefits to chemical as well as process performance. In this report, representative examples are given for profits in general process development, high exothermic/hazardous reactions, handling of products that are unstable under reaction conditions and product profile improvement. Specific focus was aimed at reasonable timeframes for 0.5–1 kg campaigns by using commercially available microreaction technology. After analyzing the individual contributions of flow technology, we assembled a competitive minimal microreaction system comprising all essential parts for running effective continuous chemistry.
- Published
- 2006
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7. The Development of API Manufacturing Processes – Targets and Strategies
- Author
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Dierk Wieckhusen
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Api ,Drug formulation ,Powder properties ,Process chemistry ,Prozess rubustness ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
This article gives an overview on the questions to be asked and the activities to be planned during the development of an API manufacturing process. First of all the API properties required for formulation such as purity, polymorphism and solvate formation, residual solvents, particle morphology and particle size distribution have to be defined. Then process parameters have to be evaluated that ensure that the drug substance with these properties can be produced on lab scale. The transfer to large-scale production is discussed with emphasis on scale-up effects, appropriate equipment, potential bottlenecks, and cost aspects. Finally practical hints are given as how to design an API crystallization and work-up process in a way that all given requirements for the APi are fulfilled and the process can be run reproducibly and cost-effective in production.
- Published
- 2006
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8. Early Process Development: The Wyeth Approach
- Author
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Michael K. O'Brien, Michael Kolb, Karen Sutherland, Kevin McCoy, and Anthony Pilcher
- Subjects
Development ,Process ,Scale-up ,Strategy ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
The paper describes our approach to early process development in the context of the new Wyeth productivity model to deliver two New molecular entities every year. As a consequence, the number of compounds in Predevelopment and Phase 0 increased fourfold, the cycle time from Discovery to the IND was shortened by 6 months, and the quantities for the Phase-0 batch increased to include Phase I supply. our new way of working to meet this paradigm without a major increase in headcount is delineated in this article.
- Published
- 2006
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9. Projet Ra&D à l'Ecole d'Ingénieurs et d'Architectes de Fribourg Développement d'un Nouvel Agent Anti-SIDA: NU 1320
- Author
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Martine Poffet and Jean-Marc Bourgeois
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Aids treatment ,Nonnucleoside inhibitor ,Nu 1320 ,Scale-up ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
The division of chemistry at the School of Engineering and Architecture of Fribourg is involved with the School of Engineering of Geneva in the development of a new drug for the treatment of AIDS. This recently discovered molecule, called NU 1320, has already shown a powerful antiviral activity. NU 1320 is a nonnucleoside inhibitor, which stops the formation of the retrotranscription complexe of the HIV-virus. The concentration of NU 1320 to inhibit 50% of viral replication is 10–6 nM: such a low concentration and the non-toxicity will prevent the occurrence of side effects for the patient. As a future potential HIV drug, the University of Applied Sciences of Western Switzerland (HES-SO) has invested in this research with the start of a project for the scale-up of this new antiviral molecule with the intention to perform in vivo tests.
- Published
- 2004
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10. Numerical modeling and rheology of crushable granular flows : application to ball mills
- Author
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Orozco, Luisa, Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Montpellier, Farhang Radjaï, Jean-Yves Delenne, Philippe Sornay, Université de Montpellier, and Farhang Radjai
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Dynamique des contacts ,broyeurs à boulets ,Granular materials ,tambour tournant ,Scale-Up ,Matériaux granulaires ,Dem ,Mise à l’èchelle ,[SPI.MECA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph] ,grinding ,Breakage ,[PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph] ,[SPI.GCIV]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering ,rotating drums ,Matériaux granulaires ,Fragmentation ,[PHYS.MECA.SOLID]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Solid mechanics [physics.class-ph] ,Broyage ,rhéologie ,Rotating drum ,[SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering ,Ball mills ,changement d’échelle ,Broyeurs à boulets - Abstract
A crucial step of nuclear fuel manufacture is the co-milling of uranium and plutonium oxides to obtain a targeted particle size and excellent mixing. However, the scale-up from the laboratory to plant production is still mainly empirical. The goal of this doctoral thesis is to model and characterize granular flows in rotating drums and to elucidate the mechanisms of particle grinding across scales. By means of particle dynamics simulations and a particle breaking model involving the tessellation of breakable particles into cells and a dynamic debonding criterion based on fracture mechanics, we investigate single-particle impacts, the properties of granular flows in the cascading regime in a rotating drum as a function of system parameters, the effect of the size and amount of grinding media on the grinding process, and the evolution of particle breakage in granular flows of breakable particles. Our simulations reveal several well-defined relationships between flow variables such as surface profile, flowing thickness, force fluctuations and wall slip, as well as with system parameters such as rotation speed, drum size and filling degree, and with particle fracture during flow. We identify two dimensionless parameters for the scale-up of flow characteristics and particle breakage in rotating drums.; Une étape cruciale de la fabrication des combustibles nucléaires est le co-broyage des oxydes d’uranium et de plutonium pour obtenir une taille ciblée et un mélange homogène de particules. Cependant, le changement de l’échelle du laboratoire à celle de la production reste essentiellement empirique. Le but de cette thèse de doctorat est de modéliser et caractériser les écoulements granulaires dans des tambours rotatifs et d’élucider les mécanismes de broyage de l’échelle des particules à celle du procédé. A l’aide de simulations granulaires, et d’un critère de décohésion dynamique basé sur la mécanique de la rupture, on étudie la fragmentation de particules sous impact. La dissociation de ces particules se fait au niveau d’une tessellation en cellules sous-jacentes fragmentables. Les analyses développées portent notamment sur : les propriétés d’écoulements granulaires dans le régime de cascade en fonction des paramètres du système; l’effet de la taille et du nombre de corps broyants sur le processus de broyage; l’évolution de la fragmentation dans les écoulements en tambour rotatif. Nos simulations révèlent plusieurs relations bien définies entre différentes variables caractérisant l’écoulement (profil de surface, épaisseur d’écoulement, fluctuations de force, glissement aux parois), l’évolution de la taille des particules et les paramètres du système (vitesse de rotation, taille du tambour, taux de remplissage). Ces travaux conduisent à la définition de deux paramètres sans dimension qui peut être utilisé pour la mise à l’échelle des écoulements et de la fragmentation des particules dans les tambours tournants et les broyeurs à boulets.
- Published
- 2019
11. Chemical Synthesis in Microreactors
- Author
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Thomas Schwalbe, Volker Autze, and Gregor Wille
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Continuous synthesis ,Microreactors ,Process intensification ,Scale-up ,Selectivity ,Chemistry ,QD1-999 - Abstract
Chemical synthesis in microreactors is a novel way of conducting chemistry in a highly controlled way with improved yields at impressive selectivities and with reduced overall effort. This paper describes recent technological progress with the potential as well as the application of the technology to chemical synthesis, discusses novel chemical optimization technology and reports on the transfer of the technology into production.
- Published
- 2002
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12. Industrie 4.0, 3 ème révolution industrielle, transition énergétique, etc. l'accélération des mutations technologiques induira-t-elle une métamorphose de la pédagogie ?
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Vareille, Jean, Becar, Jean-Paul, Laboratoire d'Informatique des Systèmes Complexes (LISYC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire de Mathématiques et leurs Applications de Valenciennes - EA 4015 (LAMAV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France), and Vareille, Jean
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enseignement mutuel ,Scale-Up ,[MATH] Mathematics [math] ,Fab Lab ,[INFO.INFO-IA]Computer Science [cs]/Computer Aided Engineering ,[MATH]Mathematics [math] ,[SPI.MECA.GEME] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph] ,TEAL ,[INFO.INFO-IA] Computer Science [cs]/Computer Aided Engineering ,[SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph] - Abstract
International audience; Le présent article s'intéresse aux liens qui existent entre les pédagogies pratiquées dans les formations technologiques qualifiantes et diplômantes et le rythme des mutations technologiques. Tout un chacun constate dans sa vie quotidienne les effets de l'accélération des technologies de l'information et de la communication, ne serait-ce que par le fait qu'à chaque génération de système d'exploitation d'ordinateur, de téléphone portable, de téléviseur, de véhicule, de four, etc. il faut à la fois apprendre à mettre en oeuvre les nouvelles fonctions des produits récents, mais aussi réapprendre à faire autrement ce que l'on savait faire auparavant. À chaque changement de téléphone portable, il faut réapprendre à téléphoner. Désormais cette accélération touche tous les domaines de la vie. Elle bouleverse non seulement les contenus des enseignements, mais aussi les outils pédagogiques comme le tableau, la table, le projecteur, les maquettes virtuelles, etc. Au-delà de ces modifications, les notions de salle de classe, de groupe de niveau, de programme, de progression, les modalités d'évaluation des connaissances peuvent être bousculées. Les mutations technologiques rapides nivellent la hiérarchie présupposée des niveaux de compétences, les jeunes étudiants étant parfois plus expérimentés que les enseignants, du fait de leurs capacités d'acquisition plus vives. L'enseignant peut se trouver continuellement replacé à un niveau comparable à celui de ses étudiants ! Notre démarche consiste à rechercher dans l'histoire une période de mutation rapide ayant des similitudes avec la période actuelle. Celle retenue est la première révolution industrielle, lors de l'introduction à grande échelle de la vapeur et du charbon pour la puissance motrice et de la production de fer. Elle coïncide avec la révolution française, de 1789 et d'autres qui ont suivi en 1830 et 1848. Dans les domaines scientifiques et techniques le système métrique fut défini puis adopté par la majorité des scientifiques européens, les ingénieurs et les entreprises, les bases de la chimie moderne furent posées, l'électromagnétisme fut découvert, les premiers réseaux de télégraphie furent inventés et déployés, et le premier processeur de calcul fut imaginé, etc. Nous regardons quelles ont été pendant cette période les mutations pédagogiques qui ont accompagné ces transformations économiques et sociales radicales. La lecture des ouvrages de cette époque fait découvrir des méthodes pédagogiques qui ont réussi extraordinairement bien, mais qui ont été délaissées plus tard sous la pression de lobbies. Pendant la seconde moitié du XIXème siècle les accroissements de productivité obtenus par la première révolution industrielle avaient permis, de consacrer une plus grande part des ressources humaines et financières à la mise en place d'un enseignement public généralisé, gratuit et obligatoire. Le rythme d'apparition des évolutions techniques était devenu plus régulier. Ces ouvrages historiques pourraient être une source d'inspiration pour composer un modèle pédagogique nouveau, plus agile que le modèle simultané et unidirectionnel actuel, plus rapide dans la diffusion des savoir et des savoir-faire et plus résilient. Nous invitons les personnes intéressées par cette question à lire les ouvrages cités en bibliographie pour échanger, si ce n'est participer à l'élaboration du modèle..
- Published
- 2018
13. Mise en place d'une culture de macro-organismes à l'échelle semi-industrielle
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Detto, Noémie, Université de Lorraine (UL), Université de Lorraine, and Marie Berling
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scale-up ,nématode entomopathogène ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Biocontrôle ,Steinernema ,microbiologie - Abstract
Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de Lorraine; The developpement and use of alternative methods in biological contol is an expanding field. The use of nematodes, particularly entomopathogenic nematodes against pests insects, is one of them and is the topic of this report. A culture medium was used and optimized for the multiplication of Steinernema carpocapsae. The scale-up was also tested. An egg-based medium was validated for Steinernema carpocapsae, with a multiplication means rate of 400 and as effective as a commercial nematode strain. On the other hand, the scale-up did not succeed and no multiplication of nematode could be observed in a larger volume.; La mise au point et l'utilisation de méthodes alternatives en lutte biologique est un domaine en pleine expansion. L'utilisation de nématodes, en particulier de nématodes entomopathogènes contre les insectes ravageurs, est l'une d'entre elles et fait le sujet de ce rapport. Un milieu de culture a été utilisé et optimisé pour la multiplication de Steinernema carpocapsae. L'augmentation de l'échelle de culture a également été testé. Un milieu à base d’oeuf a été validé pour Steinernema carpocapsae, avec un taux de multiplication moyen de 400 et aussi efficace qu'une souche de nématode commerciale. En revanche, l'augmentation d'échelle n'a pas pu aboutir et aucune multiplication de nématode n'a pu être observée.
- Published
- 2017
14. Etude de la contribution de la technique spark plasma sintering à l'optimisation des propriétés mécaniques de l'alliage de titane TA6V
- Author
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Kus, Ugras, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Claude Estournès, and Julitte Huez
- Subjects
Titanium ,Near-net-shape ,Scale-up ,Frittage SPS ,Propriétés mécaniques ,Mechanical properties ,SPS ,Transfert d'échelle ,Près-des-cotes ,Ti-6Al-4V ,Titane ,[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials - Abstract
The cost prices of the titanium alloys limit their applications to strong added value fields. The decrease of the pieces shaping costs while mastering microstructures and mechanical properties is an important issue. Shaping processes from powder metallurgy as Spark Plasma Sintering (SPS) can allow to reach these goals. The first moments of the sintering were studied according to the initial compactness of the granular body. When the latter is low, the area of necks between granules, highlighted by microtomography, are bigger. These observations can be explained by the fact that current densities at contact points are higher when the contact areas are lower. Furthermore, the very close final densities in spite of the different initial compactness let think that the mechanisms in action during sintering are different. An electro-thermal and mechanical modelling by finished element allowed to describe in a very realistic way the densification of the TA6V. The densification law of the material was configured by means of creep tests programmes performed dine the SPS chamber as well as of compaction tests of the granular body. Ways of improvement of the model were also proposed. In the last part of the word, a panel of microstructures obtained by SPS of TA6V as well as a scale transfer from the small cylindrical samples towards more massive and complex shapes was studied. Furthermore, the tensile properties of near-net-shape specimens were characterised. Domains (temperature and pressure) of dense, homogeneous and repeatable microstructures obtaining were identified. The scale transfer reveals that the SPS repeatability is both validated in terms of microstructures and mechanical properties of the densified specimens. Furthermore, tensile properties are at the same level as the forged materials, in particular an elongation at break of about 13%.; Les coûts de revient des alliages de titane limitent leurs applications à des domaines de forte valeur ajoutée. La diminution des coûts de mise en forme des pièces tout en maitrisant les microstructures et les propriétés mécaniques est donc un enjeu important. Les procédés de mise en forme issus de la métallurgie des poudres comme le Spark Plasma Sintering (SPS) peuvent permettre d'atteindre ces objectifs. Les premiers instants du frittage ont été étudiés selon la compacité initiale du corps granulaire. Lorsque cette dernière est faible, les surfaces des cous entre les granules, mises en évidences par microtomographie, sont plus importantes. Ces observations peuvent être expliquées par le fait que les densités de courant au niveau des points de contacts sont plus importantes quand les surfaces de contacts sont plus faibles. De plus, les densités finales très proches malgré les compacités initiales différentes laissent penser que les mécanismes de frittage en action sont différents. Une modélisation Electro-Thermique et Mécanique par éléments finis a permis de décrire de façon très réaliste la densification du TA6V. La loi de densification du matériau a été paramétrée par le biais de campagnes d'essais en fluage menés dans le SPS ainsi que d'essais de compaction du corps granulaire. Des voies d'amélioration du modèle ont également été proposées. Dans la dernière partie de l'ouvrage, un panel des microstructures obtenues par frittage SPS du TA6V ainsi qu'un transfert d'échelle des échantillons modèles cylindriques de petites tailles vers des formes plus complexes et massives ont été étudiés. De plus, les propriétés mécaniques en traction sur pièces près des cotes ont été caractérisées. Les domaines (température et pressions) d'obtention de microstructures denses, homogènes et répétables ont été identifiés. Le transfert d'échelle révèle que la répétabilité du SPS est validée tant en termes de microstructures que de propriétés mécaniques des pièces densifiées. De plus, les propriétés en traction sont au niveau des matériaux forgés, notamment avec des allongements à rupture de près de 13%.
- Published
- 2017
15. Optimisation, étude de la cinétique et dimensionnement de la production des biopesticides à base de souches de Bacillus thuringiensis isolées du sol Libanais
- Author
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Rahbani, Jihane, Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
- Subjects
Cinétique ,Biopesticides ,Scale-up ,Son de blé ,δ-endotoxines ,Bacillus thuringiensis ,Aération ,Purification ,Productivité - Abstract
Parmi les méthodes alternatives respectueuses de l'environnement pour la lutte contre les ravageurs et la protection des cultures agricoles, les bioinsecticides à base de Bacillus thuringiensis sont les plus largement utilisés. L’activité insecticide de B.thuringiensis réside dans la production d’inclusions cristallines protéiques appelées δ-endotoxines qui sont formées au cours de la sporulation. En préalable à ces travaux, de nouvelles souches de B.thuringiensis ont été isolées du sol libanais et ont montré un potentiel insecticide élevé, supérieur à des souches classiquement utilisées. Dans le cadre du développement d'une production industrielle, au Liban, de biopesticides à base de ces souches de B.thuringiensis, ce travail a visé à optimiser la production des δ-endotoxines afin d'augmenter les rendements et de réduire les coûts de production. A l'échelle industrielle, le milieu de culture des bactéries représente une part importante du coût de production. Ainsi, l'effet, sur la concentration des δ-endotoxines, de substitution des sources synthétiques coûteuses d'azote, de carbone et de minéraux, par un sous-produit de la minoterie de blé (le son de blé) a été étudié. L’efficacité de ce sous-produit agro-industriel comme source complète de nutriments, disponible localement à faible prix, a été prouvée pour des fermentations submergées de deux souches différentes toxiques contre des diptères ou des lépidoptères. La comparaison du milieu son de blé à d’autres milieux (synthétiques ou non), classiquement utilisés en bibliographie, a montré que ce milieu présente de nombreux avantages en termes de productivité, de rendement relatif des δ-endotoxines et de coût. Parallèlement à ce travail, une méthode simple et rapide de purification des cristaux a été développée de façon à obtenir des cristaux protéiques purs à 99 % nécessaires comme standards pour le dosage des cristaux dans le milieu de fermentation. Un autre objectif du travail a été d’analyser l'effet de l'aération sur la cinétique de croissance et de sporulation d'une nouvelle souche de B.thuringiensis var kurstaki. Les différentes conditions d’aération testées en fermenteurs de 2 L, caractérisées par le coefficient volumétrique de transfert de dioxygène (KLa), ont permis de montrer l’importance de ce paramètre et de l’optimiser pour obtenir la meilleure productivité en biopesticides. Le meilleur rendement en protéines de toxines a été obtenu dans un milieu son de blé 6 % (masse/volume) dans des conditions d’aération correspondant à un KLa de 65,5 h-1 alors que la meilleure productivité des protéines de toxines a été atteinte dans le milieu 9 % pour un KLa de 102 h-1. Sur la base de cette étude, le dimensionnement de la production de B.thuringiensis à l’échelle 1000 L a été réalisé. L’unité de production a été construite et les premiers essais réalisés ont permis de produire de façon satisfaisante des lots de biopesticides. L’ajustement des protocoles industriels reste à faire.
- Published
- 2015
16. Optimisation du procédé polyol pour la synthèse de nanoparticules d'oxyde de zinc : mise à l'échelle du procédé et applications photovoltaïques
- Author
-
Zehani, Mongia and STAR, ABES
- Subjects
[SPI.GPROC] Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering ,Polyol process ,Scale-up ,Procédé polyol ,Mise à l’échelle - Abstract
Thanks to developments in synthesis methods and characterization techniques, nanomaterials research field is increasingly active and attractive. This thesis aims to investigate the polyol process for zinc oxide nanoparticles synthesis. Indeed, this method has the advantage of providing a wide variety of particle morphology with a good crystalline quality. In this thesis, we show that by varying the synthesis conditions we can adjust the size, the size distribution and the morphology of nanoparticles to obtain either shaped nanospheres as small as 6 nm or nanowires as long as 600 nm. Our systemic study focused on a set of parameters that control the forced hydrolysis reaction including stoichiometry, temperature, nature of the polyol but also mixing, injection of reagents and ultrasound activation. We show that the shape of the nanoparticles is determined by the competition between growth rates of different zinc oxide crystal facets. Our study also compared different mixing devices such as laboratory reactor, T- mixer and impinging jets. More over, to mass produce zinc oxide nanoparticles, we developed an original strategy to understand the effect of mixing on nanoparticle size. In our approach, we correlate the turbulent energy dissipated as obtained from Computation Fluid Dynamics with theme asured nanoparticle size. The application to the specific case of zinc oxide has allowed us to produce sample aliquots of ~50 g per Batch. These nanoparticles were subsequently incorporated into dye-sensitized solar cells as semi conducting material at the École Nationale Supérieure de Chimie de Paris. Indeed, the morphological richness of the zinc oxide produced via polyol process suggests good adsorption of the dye on their surfaces. Our results show that the photoconversion efficiencies depend both on the morphology and the size. Our best photoconversion efficiency approaches 5.3%., Grâce aux développements des méthodes de synthèse et de caractérisation, les nanomatériaux constituent un champ d'investigation de plus en plus actif et attractif. Cette thèse s'attache à étudier un procédé de synthèse de nanoparticules d’oxyde de zinc par voie polyol. Ce procédé a l’avantage de fournir une large variété morphologique de particules présentant une bonne qualité cristalline. Dans cette thèse, nous montrons qu’en variant les paramètres de synthèse nous pouvons moduler la taille, la distribution de taille et la morphologie des nanoparticules pour les obtenir en forme de nanosphères aussi fines que 6 nm ou des nanofils aussi longs que600 nm. Notre étude systémique a porté sur un ensemble de paramètres qui contrôlent la réaction d’hydrolyse forcée incluant la stoechiométrie, la température, la nature du polyol mais également l’agitation, l’injection des réactifs et l’activation par ultra sons du milieu. Nous montrons que la forme des nanoparticules est déterminée par la compétition entre les réactions de croissance de différentes faces du cristal d’oxyde de zinc. Notre étude a permis aussi de comparer différents dispositifs de mélange comme le réacteur du laboratoire, le T de mélange et les jets libres. Par ailleurs, pour produire en masse ces nano objets nous avons développé une stratégie originale pour comprendre l’effet du mélange sur la taille des nanoparticules. Notre approche s’appuie sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes et la corrélation entre les profils d’énergie turbulente dissipée et la taille des nanoparticules mesurée expérimentalement. L’application au cas spécifique de l’oxyde de zinc nous a permis de produire jusqu’à ~50 g de nanoparticules par Batch. Ces nanoparticules ont par la suite été incorporées comme matériau semi conducteur dans des cellules photovoltaïques à colorant préparées à l’École Nationale Supérieure de Chimie de Paris. En effet, la richesse morphologique de ZnO obtenu par voie polyol laisse présager une bonne adsorption du colorant à sa surface. Nos résultats montrent que les rendements de photoconversion dépendent aussi bien de la morphologie que de la taille. Les meilleures cellules élaborées dans cette thèse ont un rendement qui avoisine 5.3 %.
- Published
- 2014
17. Mise au point, optimisation et extrapolation de nouveaux procédés d'agitation et d'aération aux échelles 2L, 900L et 10m3 pour les souches D. Hansenii, s. Carnosus et P. Candidum
- Author
-
Canteri, Hugues, UL, Thèses, Laboratoire d'Ingénierie des Biomolécules (LIBio), Université de Lorraine (UL), Université de Lorraine, and Mohamed Ghoul
- Subjects
Malaxeurs et mélangeurs ,Agitation ,Filamentous fungi ,Bacteria ,Scale-up ,Champignon filamenteux ,Modeling ,Bactérie ,Extrapolation ,Stirring ,Yeast ,[SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,Modélisation ,Microorganismes -- Cultures et milieux de culture ,Fermentation ,Eau -- Aération ,Aeration ,Scale-down ,Levure ,[SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,Liquides - Abstract
The objectives of this thesis are, on one hand, to develop an efficient system of agitation in terms of oxygen transfer and shear stress, suited for the fermentation of yeasts, bacteria and filamentous fungi, on the other hand, to develop a process of spore production in a liquid medium. This new process will be used instead of the solid culture in Roux flasks used by DSM at the beginning of the PhD program. In a first step, we have selected “Elephant Ears” impellers as stirrers; its effectiveness of oxygen transfer was characterized in a broad range of stirring speeds and airflow rates. The data obtained were modeled and a predictive tool for KLa and process extrapolation was developed. The extrapolation is based on the non-geometrical similarity and the coefficient of oxygen transfer (KLa) was kept constant between scales. The effectiveness of the new stirrer was validated in a pilot-scale in the presence of the cultures of bacteria, yeasts and filamentous fungi. Besides the studies on the stirrer, a process in a liquid medium of filamentous fungi was developed. Thus, the fermentation medium and the operating conditions of each steps of the fermentation (germination, vegetative growth, and sporulation) were optimized. This new process makes possible to obtain up to 200.106 cells per milliliter of culture on both laboratory and pilot scale (900L). Finally, the data gathered on the pilot scale was used to extrapolate this process to the industrial-scale of 10m3, Les objectifs de cette thèse sont, d’une part, de développer un système d’agitation performant en termes de transfert d‘oxygène et de forces de cisaillement afin qu’il soit adapté aux cultures de levures, de bactéries et de champignons filamenteux. D’autre part, de mettre au point un procédé de production des spores de champignons en milieu liquide pour remplacer la culture sur milieu solide (boîte de roux) utilisée au démarrage de la thèse par la société DSM. Ces travaux ont permis de sélectionner le mobile type « oreilles d’éléphant » comme système d’agitation. Son efficacité de transfert d’oxygène a été caractérisée dans une large gamme de débits d’air et de vitesses d’agitation. Les données obtenues ont été modélisées pour développer un outil de prédiction du KLa et d’extrapolation de procédé d’agitation. L’approche utilisée pour l’extrapolation est basée sur la similitude non géométrique et le maintien du coefficient de transfert d’oxygène (KLa) constant entre les échelles. L’efficacité du nouveau mobile d’agitation a été validée à l’échelle pilote en présence des cultures de bactéries, de levures et de champignons. Parallèlement au choix du mobile d’agitation, un procédé de production de spores de champignons filamenteux en milieu liquide a été développé. Ainsi, le milieu de culture et les conditions opératoires de chaque étape de la fermentation (germination, croissance végétative et sporulation) ont été optimisés. Ce nouveau procédé permet d’obtenir jusqu’à 200.106 cellules par millilitre de culture aussi bien à l’échelle du laboratoire que pilote (900L). Il a été aussi validé en présence de cultures de levures et de bactéries. Sur le même principe, les données obtenues à l’échelle pilote ont permis de développer un outil d’extrapolation à l’échelle industrielle de 10 m3
- Published
- 2014
18. Development, optimization and scale-up of new stirring and aeration methods at 2L, 900L and 10m3 scales for D. hansenii, S. carnosus et P. candidum
- Author
-
Canteri, Hugues, UL, Thèses, Laboratoire d'Ingénierie des Biomolécules (LIBio), Université de Lorraine (UL), Université de Lorraine, and Mohamed Ghoul
- Subjects
Malaxeurs et mélangeurs ,Agitation ,Filamentous fungi ,Bacteria ,Scale-up ,Champignon filamenteux ,Modeling ,Bactérie ,Extrapolation ,Stirring ,Yeast ,[SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,Modélisation ,Microorganismes -- Cultures et milieux de culture ,Fermentation ,Eau -- Aération ,Aeration ,Scale-down ,Levure ,Liquides ,[SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition - Abstract
The objectives of this thesis are, on one hand, to develop an efficient system of agitation in terms of oxygen transfer and shear stress, suited for the fermentation of yeasts, bacteria and filamentous fungi, on the other hand, to develop a process of spore production in a liquid medium. This new process will be used instead of the solid culture in Roux flasks used by DSM at the beginning of the PhD program. In a first step, we have selected “Elephant Ears” impellers as stirrers; its effectiveness of oxygen transfer was characterized in a broad range of stirring speeds and airflow rates. The data obtained were modeled and a predictive tool for KLa and process extrapolation was developed. The extrapolation is based on the non-geometrical similarity and the coefficient of oxygen transfer (KLa) was kept constant between scales. The effectiveness of the new stirrer was validated in a pilot-scale in the presence of the cultures of bacteria, yeasts and filamentous fungi. Besides the studies on the stirrer, a process in a liquid medium of filamentous fungi was developed. Thus, the fermentation medium and the operating conditions of each steps of the fermentation (germination, vegetative growth, and sporulation) were optimized. This new process makes possible to obtain up to 200.106 cells per milliliter of culture on both laboratory and pilot scale (900L). Finally, the data gathered on the pilot scale was used to extrapolate this process to the industrial-scale of 10m3, Les objectifs de cette thèse sont, d’une part, de développer un système d’agitation performant en termes de transfert d‘oxygène et de forces de cisaillement afin qu’il soit adapté aux cultures de levures, de bactéries et de champignons filamenteux. D’autre part, de mettre au point un procédé de production des spores de champignons en milieu liquide pour remplacer la culture sur milieu solide (boîte de roux) utilisée au démarrage de la thèse par la société DSM. Ces travaux ont permis de sélectionner le mobile type « oreilles d’éléphant » comme système d’agitation. Son efficacité de transfert d’oxygène a été caractérisée dans une large gamme de débits d’air et de vitesses d’agitation. Les données obtenues ont été modélisées pour développer un outil de prédiction du KLa et d’extrapolation de procédé d’agitation. L’approche utilisée pour l’extrapolation est basée sur la similitude non géométrique et le maintien du coefficient de transfert d’oxygène (KLa) constant entre les échelles. L’efficacité du nouveau mobile d’agitation a été validée à l’échelle pilote en présence des cultures de bactéries, de levures et de champignons. Parallèlement au choix du mobile d’agitation, un procédé de production de spores de champignons filamenteux en milieu liquide a été développé. Ainsi, le milieu de culture et les conditions opératoires de chaque étape de la fermentation (germination, croissance végétative et sporulation) ont été optimisés. Ce nouveau procédé permet d’obtenir jusqu’à 200.106 cellules par millilitre de culture aussi bien à l’échelle du laboratoire que pilote (900L). Il a été aussi validé en présence de cultures de levures et de bactéries. Sur le même principe, les données obtenues à l’échelle pilote ont permis de développer un outil d’extrapolation à l’échelle industrielle de 10 m3
- Published
- 2014
19. Extrapolation du procédé de granulation humide en mélangeur haute vitesse
- Author
-
Bouillon-Camara, Anne-Laure, Laboratoire des Sciences du Génie Chimique (LSGC), Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Lorraine, and Laurent Marchal-Heussler
- Subjects
scale-up ,[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other ,rhéologie des poudres ,extrapolation ,powder rheology ,Granulation humide ,high shear mixer ,mélangeur rapide ,Wet granulation - Abstract
Controlling wet granulation process scale-up is still today a challenge due to the lack of tools which could describe quite accurately the mechanisms of granule growth in high shear mixers. The well-known approach consisting in characterizing a mixing process of liquid phases with non-dimensional numbers has therefore been applied to the granular medium in the high shear mixer to establish a correlation between MiPro Pro-C-epT mixers of 3 different scales. In that frame, a method to measure the consistency of the powder has been developed.In addition, the influence of key operating variables on the granule size distributions has been studied by using a D-optimal experimental plan. The results obtained allowed to conclude that phase transitions during granulation appear at constant liquid/powder ratio whatever the scale of the mixer. Finally, the granule growth kinetic has been determined in the small scale mixer and this allowed to characterize the granule growth mechanism in small scale mixer as being mainly driven by a fragmentation-layering process; Peu d'outils théoriques sont actuellement disponibles pour étudier les changements d'échelle (intra- et extrapolation) dans le procédé de granulation humide en mélangeur rapide. Une approche consiste à s'appuyer sur des corrélations établies pour l'agitation des liquides. Dans ce cadre, les similitudes géométriques, cinématiques et dynamiques ont été étudiées, un nouveau système d'ajout du liquide de mouillage a été développé, une méthode de mesure de la consistance de la poudre humide a été élaborée. Enfin, une corrélation a été établie entre trois granulateurs MiPro Pro-C-epT sur deux formules différentes.Par ailleurs, un plan d'expérience a été réalisé afin de comprendre l'influence des différents paramètres opératoires selon la taille des appareils. Par suite le mécanisme de croissance a été étudié à petite échelle et a permis de comprendre quels sont les mécanismes qui intervenaient au cours de la granulation et qui pourraient correspondre à un mécanisme de broyage-enrobage
- Published
- 2005
20. Scale-up of wet granulation process in high shear mixer
- Author
-
Bouillon-Camara, Anne-Laure, UL, Thèses, Laboratoire des Sciences du Génie Chimique (LSGC), Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Lorraine, and Laurent Marchal-Heussler
- Subjects
[SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other ,scale-up ,rhéologie des poudres ,[SPI.OTHER] Engineering Sciences [physics]/Other ,extrapolation ,powder rheology ,Granulation humide ,high shear mixer ,mélangeur rapide ,Wet granulation - Abstract
Controlling wet granulation process scale-up is still today a challenge due to the lack of tools which could describe quite accurately the mechanisms of granule growth in high shear mixers. The well-known approach consisting in characterizing a mixing process of liquid phases with non-dimensional numbers has therefore been applied to the granular medium in the high shear mixer to establish a correlation between MiPro Pro-C-epT mixers of 3 different scales. In that frame, a method to measure the consistency of the powder has been developed.In addition, the influence of key operating variables on the granule size distributions has been studied by using a D-optimal experimental plan. The results obtained allowed to conclude that phase transitions during granulation appear at constant liquid/powder ratio whatever the scale of the mixer. Finally, the granule growth kinetic has been determined in the small scale mixer and this allowed to characterize the granule growth mechanism in small scale mixer as being mainly driven by a fragmentation-layering process, Peu d'outils théoriques sont actuellement disponibles pour étudier les changements d'échelle (intra- et extrapolation) dans le procédé de granulation humide en mélangeur rapide. Une approche consiste à s'appuyer sur des corrélations établies pour l'agitation des liquides. Dans ce cadre, les similitudes géométriques, cinématiques et dynamiques ont été étudiées, un nouveau système d'ajout du liquide de mouillage a été développé, une méthode de mesure de la consistance de la poudre humide a été élaborée. Enfin, une corrélation a été établie entre trois granulateurs MiPro Pro-C-epT sur deux formules différentes.Par ailleurs, un plan d'expérience a été réalisé afin de comprendre l'influence des différents paramètres opératoires selon la taille des appareils. Par suite le mécanisme de croissance a été étudié à petite échelle et a permis de comprendre quels sont les mécanismes qui intervenaient au cours de la granulation et qui pourraient correspondre à un mécanisme de broyage-enrobage
- Published
- 2005
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