Brevet FR2593889A1 — publié le 19870807

i GENERATEUR DE VAPEUR PURE, NOTAMMENT POUR STERILISATION A LA VAPEUR DANS L'INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE La présente invention se rapporte à un générateur de va- peur pure,comprenant un conduit d'admission pour introduire de l'eau d'alimentation dans ce générateur de vapeur pure; une admission de vapeur chauffante; un dispositif d'échange ther- mique pour provoquer un échange de chaleur entre la vapeur chauffante et l'eau d'alimentation; une sortie de vapeur pu- re; une chambre de séparation située dans la partie infé- rieure du générateur; et un séparateur centrifuge à travers lequel la vapeur pure s'écoule sur son trajet de circulation de la chambre de séparation jusqu'à la sortie de vapeur pure. Des exigences qualitatives extrêmement sévères sont im- posées à la vapeur pure (vapeur absolue) destinée à être uti- lisée pour la stérilisation à la vapeur dans l'industrie pharmaceutique. Cette vapeur pure doit aussi être absolument exempte d'impuretés pyrogéniques. I1 convient d'observer que les emballages de médicaments peuvent être détériorés, ce qui se traduit par le fait que de tels emballages sont assu- rément impropres à l'utilisation si la vapeur employée pour la stérilisation n'est pas absolument exempte d'agents pyro- géniques. En fait, le générateur de vapeur pure est un dispositif de distillation dépourvu d'un condenseur, et la vapeur pure est en fait la même substance que le distillat non condensé utilisé par exemple dans des solutions injectables. Dans une conception de générateurs de vapeur pure selon l'art antérieur, pour répondre aux exigences de pureté, l'eau d'alimentation est exempte d'agents pyrogéniques. Dans ce cas, la vapeur produite ne renferme manifestement pas de py- rogènes. Toutefois l'utilisation de ce type d'eau d'alimen- tation de haute qualité implique des dépenses considérables, de sorte que cette conception selon l'art antérieur n'est pas la meilleure solution apportée au problème du point de vue économique. Sur la base de ces considérations, une pratique répandue dans les générateurs de vapeur pure connus dans l'art anté- rieur consiste à utiliser de l'eau d'alimentation impure. Cet- te eau d'alimentation est acheminée le long d'un conduit d'alimentation à l'aide d'une pompe d'alimentation, elle tra- verse en général un échangeur thermique d'eau de décharge et un échangeur thermique du condensat de la vapeur chauffante, puis elle parcourt un conduit d'admission d'eau d'alimenta- tion pour gagner une chambre de distribution située dans la partie supérieure du générateur de vapeur pure,d'o cette eau d'alimentation s'écoule vers le bas en relation d'échange de chaleur avec le réseau de tubes d'échange thermique et, à partir de la région inférieure du générateur, la-vapeur est mise en circulation vers la sortie de vapeur pure en fran- chissant un séparateur centrifuge. Le condensat de la vapeur chauffante est dirigé vers l'échangeur thermique associé à ce condensat et l'eau de décharge est dirigée vers l'échan- geur thermique qui lui est assigné, afin de préchauffer l'eau d'alimentation. Dans le générateur de vapeur pure selon l'art antérieur exposé ci-avant, un inconvénient consiste en ce que, lors- qu'aucune vapeur pure n'est soutirée de ce générateur à des fins de consommation, il est à craindre, lorsque de la vapeur pure est à nouveau prélevée pour être consommée,que les premiers litres de cette vapeur renferment des impuretés, en particu- lier des impuretés pyrogéniques. L'invention a pour objet d'apporter un perfectionnement à des générateurs de vapeur pure connus dans l'art antérieur. Plus précisément, l'invention vise à fournir un générateur de vapeur pure dont la vapeur soit d'un degré de pureté fia- ble, et conserve cette pureté même si de la vapeur n'est pas soutirée continûment à des fins de consommation. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par un générateur de vapeur pure principalement caractérisé par le fait que la sortie de vapeur pure communique avec ce géné- rateur par l'intermédiaire d'un conduit de circulation, de façon à établir la circulation de vapeur pure entre ladite sortie et ledit générateur. Dans le générateur conforme à l'invention, un conduit de circulation de vapeur pure part de la sortie de vapeur pure pour gagner une chambre de mélangeage dans laquelle l'eau d'alimentation et la vapeur mise en circulation sont mélangées, ce mélange retournant audit générateur en traversant une cham- bre de distribution. Il est par conséquent évident que, dans la réalisation selon l'invention, l'énergie consommée par la circulation de vapeur pure est restituée au processus. Lorsque la valve installée à la sortie de vapeur pure est ouverte, la pression p chute dans le conduit de circula- tion, si bien que l'eau d'alimentation peut emprunter le trajet par ce conduit de circulation jusqu'à la sortie de va- peur pure, et que les impuretés renfermées par l'eau d'ali- mentation peuvent ensuite passer de ladite sortie de vapeur pure jusqu'au point de consommation. Pour protéger le systè- me selon l'invention, un moyen séparateur est prévu dans le conduit de circulation de vapeur pure, ce moyen ayant pour objet de supprimer l'effet de la brusque différence de pres- sion Ap agissant sur la sortie de vapeur pure lorsque la valve qui y est prévue est ouverte. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin an- nexé sur lequel la figure unique est une élévation schémati- que d'une forme de réalisation avantageuse du générateur de vapeur pure selon l'invention. Dans la forme de réalisation illustrée, le générateur de vapeur pure est désigné globalement par la référence numé- rique 10. Un conduit d'alimentation en eau brute est repéré par la référence 11. Une pompe d'alimentation 12 refoule l'eau brute le long du conduit d'alimentation 11, à travers un échangeur thermique 13 d'eau de décharge et un échangeur thermique 14 de condensat de la vapeur chauffante (pour pré- chauffer l'eau d'alimentation), jusqu'à un conduit i5 d'ad- mission d'eau d'alimentation à partir duquel cette eau d'ali- mentation pénètre dans le générateur 10 en franchissant une chambre de distribution 17 située à l'extrémité supérieure de ce générateur. Une admission de vapeur chauffante est dé- signée par la référence numérique 16. Le générateur de vapeur pure renferme un réseau 18 de tubes d'échange thermique, ce qui fait que l'eau d'alimentation s'écoulant vers le bas est en relation d'échange de chaleur avec ce réseau 18 et qu'elle s'évapore au moins en partie, ce qui implique qu'une chambre de séparation 19 du générateur 10 renferme de la vapeur pure et de l'eau d'alimentation non évaporée. Le réseau ou disposi- tif 18 comprend de nombreux tubes d'échange thermique. La vapeur pure est dirigée de la chambre de séparation 19 vers une sortie 20 de vapeur pure, en passant par un sépa- rateur centrifuge 21. Uin conduit 22 à eau de décharge part de la chambre de séparation 19 et gagne l'échangeur thermique 13 (échangeur de trop-plein). Le condensat de la vapeur chauf- fante est délivré à l'échangeur thermique 14 le long d'un conduit 23. Lorsque de la vapeur pure est périodiquement soutirée du générateur 10, cette vapeur n'est pas en mouvement et le sé- parateur centrifuge 21 n'est pas en action pendant les temps morts: durant la période d'immobilisation, des impuretés peuvent apparaitre dans la vapeur produite, ces impuretés étant assurément charriées par la vapeur, au début de la pé- riode de consommation suivante, pour rejoindre le point de consommation par l'intermédiaire de la sortie 20 de vapeur pure. Bien entendu, cette situation défavorable disparaît au stade ultérieur, lorsque les conditions deviennent stables. Pour pallier cet inconvénient, l'invention prévoit de repi- quer, sur la sortie 20 de vapeur pure du générateur 10, un conduit 24 de circulation de vapeur pure qui, par l'intermé- diaire d'un conduit de raccordement 25, mène à une chambre de mélangeage 26 ménagée conformément à l'invention. La vapeur mise en circulation est avantageusement introduite dans la chambre de mélangeage 26 par l'intermédiaire d'un moyen de dispersion 27 logé dans cette chambre 26. Dans ladite chambre 26, la vapeur pure se mêle par condensation à l'eau d'alimen- tation et elle fait monter la température Ts de cette eau d'alimentation, jusqu'à proximité du point d'ébullition compa- tible avec les conditions régnantes. Dans le générateur confor- me à l'invention, la température Ts de l'eau d'alimentation dans le conduit d'alimentation 11 est en général comprise entre 5 C et 10 C. Cette température Ts est de l'ordre de 80 C dans le conduit d'admission 15. La température Th de la vapeur pure est d'approximativement 140 C-150 C à la sortie 20. Du fait de la réalisation selon l'invention, la température Tsh de la vapeur pure en circulation et celle de l'eau d'alimen- tation sont presque identiques, c'est-à-dire d'environ 140 C- C. Ainsi, dans la conception selon l'invention l'énergie consommée dans la circulation de la vapeur pure est restituée au-processus. Lorsqu'on ouvre la valve (non illustrée) située à la sor- tie de vapeur pure, la pression p régnant dans le conduit de circulation 20, 24, 25 et 26 accuse une baisse, de sorte que l'eau d'alimentation peut gagner la sortie 20 de vapeur pure en empruntant le trajet passant par le conduit de circulation 26, 25, 24 et 20, et que les impuretés renfermées par cette eau d'alimentation peuvent ensuite passer de ladite sortie 20 au point de consommation. Pour conférer une protection au système selon l'invention, un moyen séparateur 28 est prévu dans le conduit 24 de circulation de vapeur pure, ce moyen ayant pour objet de supprimer l'effet que la brusque diffé- rence de pression Ap exerce sur la sortie 20 de vapeur pure lorsque la valve qui s'y trouve est ouverte. Ensuite l'eau d'alimentation charriant des impuretés peut s'écouler seule- ment jusqu'au moyen séparateur 28 et, à partir de ce moyen 28, l'eau d'alimentation poursuit son cheminement, par l'in- termédiaire d'un conduit de dérivation 29, jusqu'au conduit 22 à eau de décharge. Donc, le moyen séparateur 28 agit comme une sorte de dispositif de sûreté empêchant à coup sûr, à n'importe quelle étape du processus, des impuretés de parve- nir à la sortie 20 de vapeur pure. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au générateur décrit et représenté, sans sor- tir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Générateur (10) de vapeur pure, comprenant un conduit d'admission (11, 15) pour introduire de l'eau d'alimentation dans ce générateur (10) de vapeur pure; une admission (16) de vapeur chauffante; un dispositif d'échange thermique (18) pour provoquer un échange de chaleur entre la vapeur chauf- fante et l'eau d'alimentation; une sortie (20) de vapeur pu- re; une chambre de séparation (19) située dans la partie inférieure du générateur (10); et un séparateur centrifuge (21) à travers lequel la vapeur pure s'écoule sur son trajet de circulation de la chambre de séparation (19) jusqu'à la sortie (20) de vapeur pure, générateur caractérisé par le fait que la sortie (20) de vapeur pure communique avec ce générateur (10) par l'intermédiaire d'un conduit de circula- tion (24, 25), de façon à établir la circulation de vapeur pure entre ladite sortie (20) et ledit générateur (10). 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit de circulation (24, 25) est agencé de manière à gagner une chambre de mélangeage (26), dans laquel- le l'eau d'alimentation et la vapeur pure en circulation ont été mélangées l'une à l'autre. 3. Générateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le conduit (24, 25) de circulation de vapeur pure - est muni d'un moyen de dispersion (27) logé dans la chambre de mélangeage (26). 4. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le conduit (24, 25) de circulation de vapeur pure est doté d'un moyen séparateur (28). 5. Générateur selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un conduit de dérivation (29) est agencé pour s'étendre du moyen séparateur (28) jusqu'au conduit (22) à eau de décharge. 6. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'eau d'alimentation est destinée à pénétrer dans ce générateur (10) par l'intermé- diaire d'une chambre de distribution (17) située à son extré- mité supérieure. 7. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le dispositif d'échange thermique (18) comprend de nombreux tubes d'échange thermique. 8. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le conduit (22) à eau de décharge renferme un échangeur thermique de trop-plein (13), le conduit (23) à condensat de la vapeur chauffante renfermant un échangeur thermique (14) du condensat de la vapeur chauf- fante, afin de préchauffer l'eau d'alimentation.