CH410027A - Procédé et dispositif pour la congélation d'un produit contenu dans un flacon cylindrique - Google Patents

Description

  
 



  Procédé et dispositif pour la congélation d'un produit
 contenu dans un flacon cylindrique
 La présente invention est relative à un procédé pour la congélation d'un produit contenu dans un flacon cylindrique, notamment d'un produit destiné à être lyophilisé dans le flacon de manière que le produit forme une couche répartie aussi régulièrement que possible, sur toute l'étendue de la surface interne des parois du   flacon.    Le but de cette répartition est la réduction de l'épaisseur de la couche de produit congelé, épaisseur dont dépend la durée des opérations dans le cas de dessiccation par   lyopliili-    sation.



   On connaît de tels procédés dans lesquels le flacon est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe disposé verticalement. Ainsi, c'est la force centrifuge qui répartit le produit sur la surface cylindrique interne du flacon.



   Le flacon est fortement refroidi soit par immersion partielle dans un bain réfrigéré, soit par arrosage de la paroi du flacon par des jets de liquide réfrigérant.



   Dans ces procédés connus, l'opération de congélation est relativement lente et la régularité de la répartition de la masse congelée laisse parfois à désirer.



   L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients.



   A cet effet, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à faire supporter le flacon par un fourreau à entraîner en rotation, entourant le flacon et coaxial à celui-ci avec lequel il ménage un espace de section annulaire régulier, le fourreau étant agencé de manière que sa rotation provoque un courant ascendant d'un liquide réfrigérant dans ledit espace autour du flacon.



   Le dispositif de congélation pour l'application dudit procédé est remarquable, notamment en ce qu'il comporte un fourreau cylindrique destiné à plonger partiellement dans un liquide réfrigérant, ce fourreau étant pourvu: à son sommet,   d'un    moyen pour l'entraîner en rotation autour de son axe vertical, en un point intermédiaire, de sa hauteur, de moyens internes de support pour supporter   coaxialement    ledit flacon et l'entraîner en rotation, et, à sa base, d'un dispositif de pompage pour provoquer, par suite de la rota   tion dudit t fourreau, une circulation du liquide réfri-    gérant dans cet espace annulaire.



   Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en   oeuvre    du procédé selon l'invention.



   La fig. 1 est une vue en élévation du dispositif suivant l'invention;
 la fig. 2 en est une coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la fig.   1;   
 la fig. 3 en est une vue en plan.



   Suivant l'exemple d'exécution représenté, le dispositif comporte, en combinaison avec le flacon cylindrique 1 contenant le produit P à congeler (représenté au repos à la fig. 2), un fourreau désigné dans son ensemble par F.



   Ce fourreau comporte un corps tubulaire cylindrique 2, d'un diamètre interne supérieur au diamètre externe du flacon 1, de manière que, ce flacon étant centré sur l'axe X-X du fourreau, il existe entre eux un   passage    longitudinal 3 de section annulaire régulière.



   Le fourreau F comporte, de haut en bas: à la partie supérieure, un dispositif de suspension et d'entraînement en rotation autour de l'axe X-X; ce dispositif comprend un axe de suspension et d'entraîne  ment 4 coaxial à X-X et relié par un joint universel, à cadran 5 ou autre, au corps tubulaire 2 sur lequel sont fixées, par exemple, deux lames diamétralement opposées 6, terminées par des crochets 7 de suspension audit joint 5.



   En un point intermédiaire de la hauteur du fourreau, mais vers son extrémité inférieure, est disposée une tige diamétrale 8 destinée à servir de support au flacon 1, sans obstruer le passage annulaire 3.



   Le fourreau présente à sa base une roue à aubes 9 analogue à une roue de pompe centrifuge, destinée à pomper par une ouverture centrale 10 d'un fond 11 une partie du liquide réfrigérant d'un bain liquide L dans lequel le dispositif sera plongé, pour le refouler vers le haut, dans le sens des flèches (fig. 2) dans l'espace 3.



   A l'extérieur du fourreau est fixée une collerette 12 située à un niveau tel qu'elle se trouvera plongée dans le bain liquide L; son rôle sera précisé plus loin.



   La mise en oeuvre du procédé consiste à placer le flacon contenant le produit P verticalement dans le support 2, de manière que   l'axe    du flacon coïncide avec celui X-X de son support. Le centrage est assuré au moyen d'une lame de ressort repliée en forme d'anneau polygonal 13 (fig. 3).



   Le support 1 est ensuite entraîné en rotation par l'axe 4 qui peut être entraîné par un moteur soit directement, soit par l'intermédiaire de courroies ou autres dispositifs de transmission de mouvement. Le flacon 1 et son contenu P (représenté à la fig. 2 avant mise en rotation) participent naturellement à la rotation.



   La base du support cylindrique plongeant dans le bain de liquide réfrigérant L, la roue à aubes 9 aspire du liquide dans ledit bain et le refoule par l'espace annulaire 3 sous forme d'une veine liquide annulaire s'écoulant à grande vitesse et dans le sens ascendant (flèches   fi,    fig. 2) dans ledit espace ménagé entre les parois concentriques du flacon et du fourreau en provoquant ainsi le refroidissement intense, rapide, du flacon et de son contenu P centrifugé contre la surface interne de sa   paroi.   



   Le liquide réfrigérant s'élève jusqu'au bord supérieur du support 2 où il se trouve projeté en   frJ à    l'extérieur par la force centrifuge en forme de nappe liquide horizontale, pour retomber ensuite dans le bain liquide L après ruissellement sur les parois de la cuve C contenant ce bain.



   La collerette 12 entourant la paroi   cylindrique    du fourreau 2, et qui se trouve au-dessous de la surface libre S-S du bain, a pour effet de   supprimer    les phénomènes de cavitation et qui amortit les oscillations pendulaires coniques dès que celles-ci ont tendance à s'amorcer.



   A titre d'exemple, un dispositif adapté à des flacons de   500cl3    destinés à contenir du plasma sanguin, a permis de congeler en 15 minutes un flacon chargé de   350 cm3    de plasma, avec une température    de bain réfrigérant (alcool industriel) de - 400 C en-    viron.



   Avec une vitesse de rotation de 1000 tours/minute, la forme de la coquille congelée est parfaitement régulière et la cheminée centrale a une conicité à peine marquée.



   La roue de pompe centrifuge placée à la base du support peut être remplacée par une roue à aubages hélicoïdaux du type pompe à hélice.



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de congélation d'un produit contenu dans un flacon cylindrique, de manière que le produit forme une couche répartie aussi   réguíièrenlent    que possible sur toute l'étendue de la surface interne des parois du flacon et dans lequel le flacon contenant le produit est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe vertical, caractérisé en ce qu'il consiste à faire supporter le flacon par un fourreau entraîné en rotation, entourant le flacon et coaxial, avec lequel il ménage un espace annulaire régulier, le fourreau étant agencé de manière que sa rotation provoque un courant ascendant d'un liquide réfrigérant dans ledit espace autour du flacon.
  

Claims (1)

1. II. Dispositif de congélation pour la mise en ceu- vre du procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un fourreau cylindrique destiné à plonger partiellement dans un liquide réfrigérant, ce fourreau étant pourvu: à son sommet, d'un moyen pour l'entraîner en rotation autour de son axe vertical, en un point intermédiaire de sa hauteur, de moyens internes de support pour supporter coaxiale ment ledit t flacon et l'entraîner en rotation, et à sa base d'un dispositif f de pompage pour provoquer, par suite de la rotation dudit fourreau, une circulation du liquide réfrigérant dans cet espace annulaire.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement comporte un joint universel.

   2. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que les moyens de support consistent en une tige diamétrale.

   3. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le dispositif de pompage consiste en une roue à aubes.

   4. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le fourreau comporte une collerette externe stabilisatrice destinée à être immergée dans le bain de liquide réfrigérant.

   5. Dispositif suivant la revendication Il, caractérisé en ce que le fourreau comporte un dispositif de centrage du flacon.

   6. Dispositif suivant la sous-revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de centrage du flacon consiste en une lame élastique conformée en forme d'anneau polygonal se logeant entre le flacon et le fourreau dans l'espace annulaire.