Brevet FR2012624A1 — publié le 19700320

La présente invention concerne un appareil et un procédé d'échange thermique avec un milieu fluide tout en maintenant ce milieu fluide sous des conditions d'aseptisation. l'invention crée Tin échangeur thermique dans lequel une zone 5 destinée à contenir un milieu sans qu'il y ait de contamination par des micro-organismès présents au voisinage de 1*échangeur thermique, est séparée de ce milieu par line zone qui contient un milieu de stérilisation» L'invention crée, en outre, un échangeur thermique qui com-10 porte tuxe première zone destinée à contenir un milieu fluide qui subit un échange thermique, une seconde zone contenant un fluide d'échange thermique et une troisième zone contenant un milieu de stérilisation, l'interface entre la première et la deuxième zone étant imperméable vis-à-vis des micro-organismes et contenant, au 1-5 moins en partie, une matière d'échange thermique, la première zone étant séparée du voisinage de 1'échangeur thermique par la troisième zone» De préférence, l'interface est imperméable à tous les micro-organismes, toutefois dans certains cas, il peutr être seulement 20 nécessaire qu'elle soit imperméable à certains micro-organismes» Suivant une variante de l'invention, la troisième zone sépare seulement de 1'environnement les parties de liaison de la première zone qui sont perméables aux micro-organismes. I»rinvention entend également que la première et/ou la seconde et/ou la troi-25 sième zone sont composées de plusieurs sous-zones. On entend par micro-organismes, conformément à l'invention, également des virus. Habituellement, mais cela n'est pajs nécessaire, 1*échangeur thermique est fabriqué en métal, de préférence en métal ferreux. 30 Les seules parties de la liaison de la première zone qui ne sont pas en métal sont constituées par les JoirLfcs qui relient ensemble les parties constitutives de cette liaison et il est évident que le plus grand risque de contamination a lieu au niveau des Joints par induction, par inadvertance, des micro-organismes dans la 35 première zone. Il est par conséquent très important, que ces joints soient entourés lors de leur emploi, par un milieu de stérilisation. De préférence, tous les Joints de la. liaison de la seconde zone (qui contient en service le fluide d'échange thermique), ne sont pas en contact avec le milieu de la première zone. 69 20357 2 2012624 la première et la_seeon.de zone sont munies avantageusement de zones de séparation d'un échangeur thermique plan qui, :omme décrit ci-dessus, conformément à l'invention, est inséré dans une troisième zone contenant un milieu de stérilisation. 5 Des milieux de stérilisation convenables sont représentés par l'ammoniac ^ une solution d'ammoniaque aqueuse, l'oxyde de chlore, une solution d'hypochlorite, de l'eau chaude, de la vapeur d'eau et des acides minéraux concentrés comme l'acide sulfu-rique» Il est évident que la matière de 1'échangeur thermique 10 conformément à l'invention, qui est en contact avec le milieu de stérilisation n'est pas oxydée par ce milieu sous les conditions de service» L'échangeur thermique décrit ici, convient particulièrement bien pour être utilisé avec des courants de charge de stérilisa-15 tion employés dans la fermentation continue et/ou pour refroidir le bouillon utilisé dans une fermentation lorsque l'on opère sous des.conditions d'aseptisation pour la croissance d'un micro-organisme et/ou pour la production de produits de transformation eVou. de sous-produits, par exemple des antibiotiques. 20 Ii'invention crée également, un procédé qui consiste à faire passer un fluide qui nécessite txn échange thermique, à travers la première zone d'un échangeur thermique comme décrit ci-dessus. L'invention crée, de plus, un procédé pour la culture d'un micro-organisme qui consiste à amener en continu, un substrat à 25 base d'hydrocarbures et un gaz contenant de l'oxygène à un dispositif de fermentation contenant un milieu nutritif aqueux et un micro-organisme, et à agir sous des conditions d'aseptisation avec un cycle continu du bouillon du dispositif de fermentation à travers un échangeur thermique comme cela est décrit plus haut. 30 L'invention est représentée, à titre non limitatif, dans la * description suivante. Lors d'un procédé d'aseptisation de fermentation d'hydrocarbures pour produire une biomasse, on trouve que la capacité de refroidissement de la chemise du dispositif de fermentation à 35 travers laquelle de l'eau circule à une température de 16*0 est incapable de maintenir la température des contenus du dispositif de fermentation à la température désirée pour donner une production optimale de biomasse. On réalise, par conséquent, un circuit de refroidissement 69 20357 3 2012624 extérieur dans lequel le bouillon du dispositif de fermentation est amené à travers une zone d'une unité d'échange thermique. A travers l'autre zone de 1'échangeur thermique, on introduit de l'eau de refroidissement à T6°C. De cette façon, le bouillon du 5 dispositif de fermentation est susceptible de maintenir la température désirée. Toutefois, l'unité d'échange thermique ayant des dimensions de 33 cm X 12,7 cm I 94 cm de hauteur est susceptible d'une contamination car elle transporte un courant d'un milieu nutritif 10 très analogue à celui nécessaire pour la croissance de micro-organismes qui contaminent, de façon potentielle. En vue d'empêcher la pénétration de ces micro-organismes dans le bouillon du dispositif de fermentation par l'intermédiaire de l'organe à Joints de l'éehangeur thermique lors d'une opération prolongée où. 15 ils pourraient se multiplier rapidement et contaminer, par conséquent, le milieu de fermentation d'aseptisation, l'unité d'échange thermique est complètement recouverte par une enveloppe mesurant 53 cm X 33 cm X 122 cm de hauteur et on fait passer de 3 l'ammoniac à travers l'enveloppe à line vitesse de 27 dm à 20 1 875 dm^/minute« L'appareil d'échange thermique permet de stériliser l'ammoniac par filtration avant sont entrée dans l'enveloppe et 1*ammoniac va, de l'enveloppe à une pompe, en vue d'être recyclé à travers un filtre dans l'enveloppe. 25 A titre de variante, on peut utiliser à la place de l'ammo- niac comme milieu de stérilisation 27 dm /h d'une solution a-queuse à 1 i> d'hypochlorite de sodium concentré du commerce qui traverse l'enveloppe entourant l'unité d'échange thermique. 69 20357 4 2012624 REVENDICATIONS 1 - Echangeur thermique caractérisé en ce qu'il comporte une zone destinée à contenir un milieu sans contamination par des mi-cro-organismes présents au voisinage de 1'échangeur thermique qui 5 est séparée de cet environnement par une zone qui, lors de l'emploi contient un milieu de stérilisation. 2 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une première zone destinée à contenir un milieu fluide qui subit un échange thermique, une seconde zone 10 contenant un fluide d'échange thermique et une troisième zone contenant un milieu de stérilisation, l'interface entre la première et la deuxième zone étant imperméable vis-à-vis des microorganismes et contenant, au moins en partie, une matière d'échange thermique, la première zone étant séparée du voisinage de l'é- 15 changeur thermique par la troisième zone. 3 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première et la seconde zone3 sont munies de zones séparées d'un échangeur theimique plan9 1*échangeur thermique plan étant inséré dans une troisième zone conte- 20 nant un milieu de stérilisation. 4 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à3, caractérisé en ce que le milieu de stérilisation est de l'ammoniac, une solution d'ammoniaque aqueuse, de l'oxyde de chlore, une solution d'hypochlorite, de l'eau chaude, de la vapeur d'eau 25 ou un acide minéral concentré. 5 - Procédé d'échange thermique pour la culture d'un micro-organisme caractérisé en ce qu'il consiste à amener en continu un substrat à base d'hydrocarbures et un gaz contenant de l'oxygène à un dispositif de fermentation contenant un milieu nutritif a- 30 queux et un micro-organisme, et à agir sous des conditions d'aseptisation avec un cycle continu du bouillon du dispositif de fermentation à trayers un échangeur thermique.