Solutions pour le refroidissement industriel dans les processus pharmaceutiques et biotechnologiques

Utilisation du froid industriel

Dans l'industrie pharmaceutique et la biotechnologie, divers processus exothermiques sont mis en œuvre. Sans système de refroidissement, la libération de chaleur entraîne rapidement une augmentation de la température dans le réacteur. La réaction se déroule alors de manière incontrôlée. En conséquence, la structure ou la fonction des molécules peut changer, ce qui nuit à leur efficacité. Dans le même temps, une température élevée peut entraîner la formation de sous-produits indésirables. Certains principes actifs utilisés en pharmacie et en biotechnologie se décomposent déjà à température ambiante et les micro-organismes peuvent cesser leur activité. C'est pourquoi de nombreuses étapes du processus sont réalisées sous refroidissement industriel.
 

Exigences en matière de refroidissement industriel des processus

Dans l'industrie, des processus de production efficaces et rentables ainsi qu'une qualité élevée sont les paramètres les plus importants. Les exigences fondamentales en matière de refroidissement industriel sont les suivantes :

• Durée de fonctionnement : production rapide du froid nécessaire
• Sécurité de fonctionnement : garantie d'une température constante, indépendamment de la chaleur libérée
• Efficacité énergétique : les réfrigérants à haut taux de transfert thermique permettent un fonctionnement plus efficace du refroidissement des processus
   

Réfrigérants modernes pour le refroidissement industriel des processus

Les systèmes de refroidissement à eau atteignent une température maximale de cinq degrés Celsius. Les hydrocarbures fluorés ont une meilleure capacité de refroidissement. En raison des dommages causés à la couche d'ozone, de nombreuses substances de cette catégorie sont interdites. Les gaz liquéfiés à très basse température tels que l'azote (LN2) ou le dioxyde de carbone (R744) constituent une alternative. Les avantages de ces gaz sont les suivants :

• Température d'évaporation basse pouvant atteindre -196 °C pour l'azote
• Baisse rapide de la température
• Substances inertes qui n'accélèrent pas la corrosion
• Volatilisation des gaz sans résidus
• Réfrigérants durables

L'azote est extrait de l'air dans des installations de séparation de l'air, puis liquéfié. Le dioxyde de carbone est un sous-produit de nombreux processus. En raison de cette origine, l'azote et le dioxyde de carbone sont considérés comme des réfrigérants durables.
 

Applications du refroidissement de processus

Le contrôle de la température dans les cuves d'agitation et de mélange et les réacteurs est l'une des mesures les plus importantes pour garantir la fiabilité d'un processus exothermique. Les processus fréquents dans l'industrie pharmaceutique et la biotechnologie qui utilisent des systèmes de refroidissement sont les suivants :

• Dissolution et mélange : certaines matières premières utilisées dans la fabrication de médicaments génèrent de grandes quantités de chaleur lors de leur dissolution. Les installations cryogéniques sont également nécessaires pour la dissolution et le mélange de micro-organismes sensibles à la température.
• Réactions chimiques : de nombreuses étapes de synthèse donnent lieu à des réactions exothermiques. Le réacteur doit donc être refroidi pour garantir un processus de fabrication défini.
• Autres processus : en présence de micro-organismes, de nombreuses étapes du processus doivent être refroidies. Il s'agit notamment des étapes de nettoyage et de centrifugation. Le refroidissement peut également influencer la cristallisation.
   

Mise en œuvre du refroidissement industriel

L'utilisation de gaz liquéfiés à très basse température dans le refroidissement industriel offre de nombreux avantages. Pour l'industrie, il est judicieux d'harmoniser la technologie des installations et les besoins d'approvisionnement. Le choix du gaz utilisé dépend des exigences précises du processus.

Système de refroidissement AlaskaTM pour le refroidissement industriel des processus

Le système de refroidissement AlaskaTM offre un refroidissement flexible et efficace des processus de -40 à -90 °C. Le principe repose sur le refroidissement d'un fluide frigorigène en circulation dans un échangeur de chaleur par le gaz liquéfié. Le taux de transfert thermique élevé de l'azote permet une réduction rapide de la température et un contrôle sûr de votre processus. Un circuit de chauffage peut également être intégré en option. Le système de refroidissement AlaskaTM est disponible en plusieurs niveaux de puissance compris entre 5 et 100 kW. Pour les exigences particulières en matière de réfrigération industrielle, Air Liquide vous propose des solutions spéciales clés en main.

Formes de livraison des gaz techniques pour le froid industriel

L'azote liquide est livré et stocké dans des conteneurs cryogéniques spéciaux de différentes tailles. Ces conteneurs, également appelés conteneurs Deward, isolent thermiquement l'azote liquide de l'environnement. Nous vous livrons le dioxyde de carbone en fonction de vos besoins individuels. Pour les petites consommations, nous proposons des bouteilles de gaz de 50 l et des packs de douze bouteilles de gaz de 50 l chacune. En cas de besoins importants, un réservoir de CO2 liquide peut être installé sur votre site.

Manipulation des gaz liquéfiés

La manipulation des gaz liquéfiés nécessite des mesures de sécurité accrues. Les températures basses peuvent entraîner des blessures. Les gaz vaporisés peuvent s'accumuler dans l'air ambiant et causer des problèmes de santé. Il est nécessaire de former les employés à la manipulation de ces substances.