Brevet FR2469953A1 — publié le 19810529

La présente invention est relative à un procédé et à un di positif d'agitation permettant,dans des conditions stériles, l'homogénéisation de liquides pouvant être fortement chargés (auquel cas il y a mise en suspension) et leur prélèvement en continu en cours d'opération. Cette invention trouve son application dans l'industrie pharmaceutique, l'industrie alimentaire, l'industrie agricole et certaines pratiques hospitalières. Elle permet d'atteindre d'une façon sure et pratique les buts avantageux présentement recherchés et qui sont énumérés ci après - Agitation(en vue d'homogénéiser ou de mettre en suspension) et prélèvement du mélange dans des conditions stériles. - Aucune nécessité d'introduire, dans le récipient contenant les produits à agiter, des éléments étrangers, la tubulure servant au prélèvement étant aussi le moyen mécanique d'agitation. - Possibilité d'utiliser toutes les formes et dimensions de récipients. - Canne de prélèvement sans joint tournant et entièrement stérol sable. - Possibilité de prélever la totalité du liquide, si nécessaire, en cours d'agitation. - Possibilité d'utiliser le procédé et le dispositif pour agiter des liquides moussants. - Fiabilité du procédé et du dispositif et rapidité de mise en service de celui-ci. - Emploi du courant électrique comme source d'énergie, donc absence de toute contamination en cas d'utilisation du disposai en salle à atmosphère contrôlée. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on incline sur la verticale l'axe du récipient contenant les substances à agiter, en ce que l'on imprime au récipient, autour de cet axe incliné, une rotation d'une fraction de tour, alternativement dans un sens et dans l'autre, et en ce que l'on utilise comme moyen mécanique d'agitation à l'intérieur du récipient, la partie intérieure d'une canne de prélèvement traversant centre lement le bouchon du récipient, cette partie intérieure étant prolongejusqut toucher le fond du récipient et étant souple, mais alourdie à son extrémité. La stérilité de l'intérieur du récipient, au cours de l'agitation et des prélèvements, est assurée par l'absence de joints tournants, et, de façon classique, par le fait que l'obligatoire prise d'air traversant le bouchon du récipient est pourvue d'un filtre. De préférence, l'angle d'inclinaison sur la verticale du récipient est tel que la droite passant par le centre de la face supérieure du récipient et prenant appui sur le plus grand cercle inscrit sur la face interne du fond du récipient soit verticale et l'on donne à la partie interne de la canne de prélèvement, constituant simultanément l'agitateur, une longueur telle que l'extrémité alourdie de la canne touche la périphérie dudit plus grand cercle inscrit. Quant à l'angle de rotation du récipient, alternativement dans un sens et dans l'autre, il est avantageusement de 2700 dans chaque sens. L'invention a également pour objet un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif comprenant au moins un récipient, qui est destiné à contenir les substances à agiter et qui est fermé par un bouchon, traversé par une prise d'air munie d'un filtre et par une canne de prélèvement, est caractérisé en ce qu'il comprend un bâti, des moyens pour incliner de façon variable ce bâti sur l'horizontale, au moins un axe monté rotatif perpendiculairement sur le bâti et auquel ledit récipient est lié, et un mécanisme -d'entrainement en rotation dudit axe, en ce que la canne de prélèvement traverse centralement le bouchon du récipient par une portion de tube rigide fixée à ce bouchon et sur laquelle est montée, à l'extérieur du récipient, un tuyau souple de liaison aux appareils destinés à recevoir le liquide agité et, à l'inte- rieur du récipient, un tube souple portant à son extrémité une portion de tube lourd, l'ensemble du tube souple et de la portion de tube lourd ayant une longueur telle que la portion de tube lourd, en tenant compte de l'angle d'inclinaison du bâti, touche le fond du récipient, et en ce que le mécanisme d'entraînement de l'axe de rotation est prévu pour faire tourner cet axe d'une fraction de tour, alternativement dans un sens et dans l'autre, ledit ensemble tube souple-portion de tube lourd remplissant la fonction d'agitateur tout en faisant partie de la canne de pré lèvement. Suivant un mode préféré de réalisation, l'angle d'inclinaison du bâti est reglé de sorte que la droite passant par le centre de la face supérieure du récipient et prenant appui sur le plus grand cercle inscrit sur la face interne du fond du récipient soit verticale, et l'ensemble du tube souple et de la portion de tube lourd a une longueur telle que la portion de tube lourd, étant donné ledit angle d'inclinaison du bâti, touche la périphérie dudit plus grand cercle inscrit. Dans ces conditions particulièrement avantageuses, la portion de tube lourd est constamment en contact avec la périphérie du fond du récipient, au cours du mouvement alternatif de rotation de celui-ci, t elle assure un bon brassage des substances à mélanger.Simultanément, l'ensemble tube souple-tube lourd relié à la portion de tube rigide et au tuyau externe souple fait office de canne de prélèvement par aspiration. Les moyens utilisés suivant-l'invention évitent donc l'emploi de joints tournants, ce qui préserve la stérilité du milieu au cours de l'agitation comme au cours du prélèvement, ces deux opérations pouvant être effectuées en continu et en même temps. Bien entendu, de façon connue, la tubulure de prise d'air, qui traverse le bouchon du récipient, est munie, à l'exte- rieur, d'un filtre, qui assure la stérilité de l'air pénétrant à l'intérieur du récipient. Quant au tube souple et au tube lourd constituant l'agitateur et la partie interne de la canne de préle- vement, ils sont stérilisables. Il est évident que l'angle préféré d'inclinaison du bâti, tel que défini ci-dessus, est variable ; il est en effet fonction de la hauteur du récipient suivant son axe et des dimensions du fond du récipient. Etant donné que l'agitateur tubulaire suivant l'invention touche le fond du récipient, il permet, en tant que canne de pré lèvement, le soutirage total du liquide en cours d'agitation. L'angle de rotation du récipient, alternativement dansun sens et dans l'autre, doit être suffisamment important pour obtenir une bonne agitation, sans toutefois entraîner l'obstruction par torsion des tuyaux souples reliant le récipient aux appareils d'utilisation du liquide. Ledit angle de rotation est à cet effet, de préférence, de 2700 dans chaque sens. Le bâti incliné peut porter un, deux ou plusieurs axes de rotation devant entraîner chacun un récipient. L'inclinaison variable du bâti peut être obtenue au moyen de pieds de hauteur réglable, montés sur un côté du bâti ; ces pieds peuvent être télescopiques ; ils peuvent être ou comporter des vérins à vis. Le tube et le tuyau souples peuvent être en élastomère ou en matière plastique et le tube lourd peut être en métal, par exemple en acier inoxydable. Suivant un mode préféré de réalisation, un bol faisant office de support du récipient est fixé sur l'axe de rotation et le récipient placé dans le bol est maintenu en place dans celui-ci par l'intermédiaire d'un dispositif gonflable collé sur la paroi interne du bol, ne nécessitant aucune adaptation du récipient et permettant d'une façon rapide et commode le blocage du récipient, dont il enserre la base, lorsqu'il est gonflé. Ce dispositif peut être une chambre à air que l'on gonfle de façon appropriée. Le bâti peut être simultanément le carter enfermant le mécanisme d'entraînement en rotation de l'axe ou des axes. Ce mécanisme peut comprendre une came entraînée en rotation, une bielle à laquelle ladite came imprime un mouvement angulaire de va-et-vient, une chaîne liée à la tête de ladite bielle et transmettant de ce fait le mouvement angulaire de va-et-vient de celle-ci à au moins un pignon dont l'axe est solidaire dudit axe de rotation du récipient ou du bol supportant celui-ci. Le mouvement de rotation est transmis à la came, de préférence, par un moteur électrique. Dans le cas d'une rotation du récipient de + 2700, une cadence convenable du mouvement est de 15 cycles par minute, un cycle comprenant une rotation dans un sens suivie d'une rotation dans l'autre sens, la durée d'un mouvement de va-et-vient étant alors de 4 secondes. Tout autre dispositif mécanique permettant d'obtenir ledit mouvement alternatif de rotation est utilisable ; c'est ainsi qu'on peut faire appel à un système bielle-manivelle, un excentrique ou un vérin, pour obtenir le déplacement alternatif de la chaîne entraînant le ou les pignons commandant la rotation du ou des axes. Une forme particulière d'exécution du dispositif suivant l'invention va etre décrite ci-après, à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel La figure 1 est un schéma de principe du dispositif. La figure 2 est une vue en élévation du bouchon du récipient,équipé d'une prise d'air et d'une canne de prélèvement. La figure 3 est une vue schématique en perspective du dispositif. La figure 4 est une vue schématique en plan d'un mécanisme d 'entraînement. Le dispositif illustré par la figure 3 comprend un bâti 1 monté sur quatre pieds pourvus de roues, dont deux pieds avant 17 et deux pieds arrière 18 surélevés et d'une hauteur réglable, du fait que ces pieds sont fixés sur le bâti par des vis 19 traversant des orifices pratiqués au sommet du pied ainsi que dez orifices correspondants 20 percés dans la paroi latérale du bâti et prévus à différents niveaux. Sur ce bâti ainsi incliné sur l'horizontale, sont montés deux bos 2, qui sont solidaires d'axes 21 montés rotatifs sur 1é plateau supérieur 22 du bâti, perpendiculairement à ce plateau. Les deux bols 2 constituent les supports de deux récipients 3 destinés à contenir les substances à agiter et qui sont bloqués dans les bols par des chambres à air 4, collées sur la face latérale interne des bols et que l'on gonfle au moyen d'une pompe 5 fixée sur le bâti,jusqu'à ce qu'elles enserrent fermement la base des récipients 3. Une barre 7 en forme d'étrier est montée pivotante sur le bâti et facilite le déplacement de celui-ci. Les récipients sont fermés par des bouchons 23, qui sont traversés par une prise d'air 24 munie d'un filtre 25 et, centra- lement, par une canne de prélèvement représentée en détail à la figure 2 et comprenant une portion de tube rigide 26 fixée au bouchon qu'elle traverse et sur laquelle est monté , à l'extérieur du récipient, un tuyau souple 6 de liaison aux appareils devant recevoir le liquide agité et, à l'intérieur du récipient, un tub souple 27 portant à son extrémité une portion de tube lourd 28, en acier inoxydable par exemple. La figure 1 montre l'inclinaison préférée, suivant la présente invention, pour le récipient 3. Cette inclinaison sur la verticale est telle que la droite 29, représentée en traits mixtes, passant par le centre de la face supérieure du récipient et prenant appui sur le plus grand cercle inscrit sur la face interne du fond du récipient,soit-verticale. Quant à la partie interne de la canne de prélèvement, cons tituée par le tube souple 27 prolongé par la portion de tube lourd 28, elle est préférablement d'une longueur telle, compte tenu de l'angle ct d'inclinaison sur la verticale du récipient, que la base du tube lourd 2â touche la périphérie du plus grand cercle inscrit sur le fond du récipient, comme on le voit à la figure 3. De cette manière, lorsque le récipient 3 tourne autour de son axe longitudinal 30, alternativement dans un sens et dans l'autre suivant les flèches fl et f2, l'ensemble tube souple 27tube lourd 28, qui fait office d'agitateur, assure un bon brassage des substances au fond du récipient.Au cours de ces mouvements alternatifs- de rotation, les tuyaux souples 10 sont suportés par la barre 7. La figure 4 montre un mécanisme d'entraînement en rotation alternativement dans un sens et dans l'autre des axes 21, qui sont liés aux supports 2 dés récipients 3. Ce mécanisme peut être logé dans le bâti 1, remplissant alors la fonction de carter. Un moteur électrique 8 avec réducteur associé fournit l'énergie nécessa~re-, qui est transmise par une courroie 9 à un excentrique 10, qui- imprime un mouvement de va-et-vient à une bielle 11 articulée en 16. La bielle, mue par l'excentrique, se déplace. suivant les flèches f3-f4 (la bielle en déplacement étant représentée en traits mixtes), et elle entraîne, au moyen de sa tête 31, une chaîne 12, par l'intermédiaire d'un élément amortisseur 13r fixé sur la chaîne et qui e-st traversé par la tête de bielle 31. Cet élément 13 peut être un ressort ou un cylindre en élastomère, dans lequel la tête de bielle 31 peut coulisser. La chaîne 12, qui subit une translation alternative suivant les flèches f5 et f6, entraîne en rotation deux pignons 14, dont les axes 32 sont solidaires des axes rotatifs 21 des bols 2. Les pignons 14 transforment en un mouvement alternatif de rotation suivant les flèches f7 et f8 le mouvement alternatif de translation de la chaîne 12. Cette chaîne passe également sur des pignons tendeurs 15. L'angle préféré de rotation dans chaque sens est de 2700 et les divers éléments du mécanisme d'entraînement sont calculés de façon à obtenir cette rotation. De plus, le mécanisme est avantageusement réglé pour fournir quinze cycles de rotation alternative par minute. Le fonctionnement du dispositif apparaît clairement. Le liquide à agiter ayant été placé dans les récipients 3, il est animé d'un mouvement alternatif de rotation, lors de la mise en route du dispositif, mais la rotation du liquide est contrariée par la partie interne des cannes de prélèvement, dont la portion basse lourde se trouve toujours à la périphérie des récipients, ce qui assure l'agitation. L'expérience prouve que ce mode d'agitation est très efficace et permet la mise en suspension des particules dans le cas de liquides même fortement chargés. Grâce aux tuyaux flexibles 6, la rotation alternée des récipients 3 est possible sans système compliqué, bien que ces récipients soient raccordés aux appareils d'utilisation. De plus, le soutirage complet du contenu des récipients 3 est possible et au cours même de l'agitation, du fait que les portions de tube lourd 28 sont en permanence dans la région la plus basse des récipients 3. Des modifications de détail du domaine des équivalents techniques peuvent être apportées au dispositif décrit ci-dessus, sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS l.- Procédé d'agitation, d'homogénéisation et de pré lèvement dans des conditions stériles de liquides même fortement chargés, caractérisé en ce que l'on incline sur la verticale l'axe du récipient contenant les substances à agiter, en ce que l'on imprime au récipient, autour de cet axe incliné, une rotation d'une fraction de tour, alternativement dans un sens et dans l'autre, et en ce que l'on utilise, comme moyen mécanique d'agitation à l'intérieur du récipient, la partie intérieure d'une canne de prélèvement traversant centralement le bouchon du récipient, cette partie intérieure étant prolongée jusqu'à toucher le fond du récipient et étant souple, mais alourdie à son extrémité. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison sur la verticale du récipient est tel que la droite passant par le centre de la face supérieure du récipient et prenant appui sur le plus grand cercle inscrit sur la face interne du fond du récipient soit verticale et en ce que l'on donne à la partie interne de la canne de prélèvement, constituant simultanément l'agitateur, une longueur telle que l'extrémité alourdie de la canne touche la périphérie dudit plus grand cercle inscrit. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle de rotation du récipient, alternativement dans un sens et dans l'autre est avantageusement de 2700 dans chaque sens. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant au moins un récipient, qui est destiné à contenir les substances à agiter et qui est fermé par un bouchon, traversé par une prise d'air munie d'un filtre et par une canne de prélèvement, carac térisé en ce qu'il comprend un bâti, des moyens pour incliner de façon variable ce bâti sur l'horizontale, au moins un axe monté rotatif perpendiculairement sur le bâti et auquel ledit récipient est lié, et un mécanisme d'entraînement en rotation dudit axe, en ce que la canne de prélèvement traverse centralement le bouchon du récipient par une portion de tube rigide fixée à ce bouchon et sur- laquelle est montée, à l'extérieur du récipient un tuyau souple de liaison aux appareils destinés à recevoir le liquide agité, et, à l'intérieur du récipient, un tube souple portant à son extrémité une portion de tube lourd, l'ensemble du tube souple et de la portion de tube lourd ayant une longueur telle que la portion de tube lourd, en tenant compte de l'angle d'inclinaison du bâti, touche le fond du récipient, et en ce que le mécanisme d'entraînement de l'axe de rotation est prévu pour faire tourner cet axe d'une fraction de tour, alternativement dans un sens et dans l'autre, ledit ensemble tube souple-portion de tube lourd remplissant la fonction d'agitateur tout en faisant partie de la canne de prélèvement. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison du bâti est réglé de sorte que la droite passant par le centre de la face supérieure du récipient et prenant appui sur le plus grand cercle inscrit sur la face interne du fond du récipient soit verticale et en ce que l'ensemble du tube souple et de la portion de tube lourd a une longueur telle que la portion de tube lourd, étant donne ledit angle d'inclinaison du bâti, touche la périphérie dudit plus grand cercle inscrit. 6.- Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, carac térisé en ce que ledit angle de rotation est de 270 dans chaque sens. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le bâti incliné porte plusieurs axes de rotation liés chacun à un récipient. 8. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le bâti est supporté par des pieds, qui sont de hauteur réglable sur un côté du bâti. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la portion de tube lourd est en métal inoxydable. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'un bol faisant office de support du récipient est fixé sur l'axe de rotation et le récipient placé dans le bol est maintenu en place dans celui-ci par l'intermédiaire d'un dispositif gonflable collé sur la paroi interne du bol. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement comprend une came entraînée en rotation, une bielle à laquelle ladite came imprime un mouvement angulaire de va-etvient, une chaîne liée à la tête de ladre bielle et transmettant de ce fait le mouvement angulaire de va-et-vient de celleci à au moins un pignon dont l'axe est solidaire dudit axe de rotation du récipient ou du bol supportant celui-ci. 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que ie bâti est le carter du mécanisme d'entraînement.