EP0897517B1 - Procede et dispositif pour congeler des suspensions de cellules - Google Patents

Procede et dispositif pour congeler des suspensions de cellules Download PDF

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EP0897517B1 EP97923876A EP97923876A EP0897517B1 EP 0897517 B1 EP0897517 B1 EP 0897517B1 EP 97923876 A EP97923876 A EP 97923876A EP 97923876 A EP97923876 A EP 97923876A EP 0897517 B1 EP0897517 B1 EP 0897517B1
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F25D31/001—Plate freezers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2400/30—Quick freezing

Claims (29)

  1. Procédure pour la congélation de suspensions cellulaires (1), les suspensions cellulaires emballées étant réduites entre les surfaces de contact (12, 13) à la température d'un fluide réfrigérant, étant congelées par l'absorption de la chaleur des suspensions cellulaires emballées par le fluide réfrigérant, la procédure caractérisée en ce qu'un fluide réfrigérant surrefroidi est utilisé qui absorbe la chaleur des suspensions cellulaires emballées (1) n'étant pas encore en ébullition, et la procédure étant gérée de façon que les bulles de fluide réfrigérant qui se produisent lors du commencement de l'ébullition nuclée seront essentiellement recondensées au fluide réfrigérant sans formation de vapeur nette.
  2. Procédure selon la revendication 1, caractérisée en ce que, tout en considérant la capacité calorifique des surfaces de contact, l'épaisseur de la suspension cellulaire emballée entre les surfaces de contact est choisie de manière qu'un taux de refroidissement maximum est causé.
  3. Procédure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur des suspensions cellulaires emballées (1) entre les surfaces de contact (12, 13) est adaptée à un taux de refroidissement donné.
  4. Procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que la transmission de chaleur du fluide réfrigérant aux surfaces de contact est optimisée par l'augmentation des surfaces de transmission de chaleur du côté du fluide réfrigérant.
  5. Procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide réfrigérant est circulé en circulation forcée en fluidité, un surrefroidissement du fluide réfrigérant étant prévu dont la capacité frigorifique est accordée au débit de refoulement de manière que le fluide réfrigérant n'atteigne pas, vers la fin de la procédure de congélation, sa température d'ébullition.
  6. Procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces de contact (12, 13) étant pourvues d'une rugosité de la surface petite pour augmenter leur conductivité thermique.
  7. Procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que des germes sont mis à la disposition pour le déclenchement de l'ébullition nuclée à l'aide d'une augmentation de la surface du fluide réfrigérant parmi les surfaces de contact.
  8. Procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que les emballages renfermant la suspension cellulaire sont chambrées, l'une séparément de l'autre, entre les surfaces de contact, réduites à une épaisseur uniforme par pression et libérées après avoir atteint une température minimum spécifiée, les surfaces de contact étant ensuite libérées pour un nouveau processus de congélation.
  9. Dispositif pour la réalisation de la procédure selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes muni de deux compartiments (4, 5), dans lesquels circule un fluide réfrigérant et dont les côtés faisant face l'un à l'autre servant comme surfaces de contact (12, 13), limitant une crevasse (32) entre eux, à laquelle saillit une suspension cellulaire emballée (1), caractérisé en ce que le dispositif comprend un manipulateur à deux compartiments (29, 41, 43) les compartiments duquel (4, 5) comprenant des plaques de refroidissement (10, 11) étant arrangées essentiellement verticalement, sur leurs côtés extérieurs façant l'un l'autre, dont les côtés façant l'un l'autre forment les surfaces de contact (12, 13) en limitant la crevasse (32) à laquelle saillit respectivement la suspension cellulaire emballée (1) qui est suspendue au-dessus de la crevasse (32), les compartiments de refroidissement (4, 5) concourant avec un surrefroidisseur (33) du fluide réfrigérant qui refroidit le fluide réfrigérant en dessous de sa température d'ébullition.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plaques de refroidissement (10, 11) limitent les côtés intérieurs (9) des compartiments (4, 5), le fluide réfrigérant refroidi en dessous de sa température d'ébulliton étant alimenté à partir du surrefroidisseur (33) des compartiments (4, 5) à tout près des plaques de refroidissement (10, 11) par une conduite d'alimentation (27, 36) et montant jusqu'à un barrage (19) montant jusqu'au bord supérieur des surfaces de contact (12, 13) de chaque compartiment de refroidissement (4, 5), le fluide réfrigérant descendant à contre-courant en arrière de ce barrage jusqu'à une conduite d'écoulement (25, 34) menant à l'entrée du surrefroidisseur (33).
  11. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que les compartiments de construction identique (4, 5) comprennent une conduite émettant les gaz épurés (29, 39, 40) ainsi qu'une conduite d'alimentation supplémentaire (37) par laquelle du fluide réfrigérant peut être introduit pour compenser les pertes par évaporation.
  12. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques de refroidissement ayant un degré émissif calorifique augmenté à l'aide de nervures métalliques (16) et/ou par un revêtement par une matière microporeuse (18) couvrant au moins une partie des surfaces des plaques de refroidissement (9) affluées par le fluide réfrigérant, ou par anodisation ou noircissement, sur leur côté intérieur du compartiment (9) afflué par le fluide réfrigérant liquide.
  13. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de contact (12, 13) des plaques de refroidissement (10, 11) sont munies d'un revêtement lissant, résistant à la corrosion, de bonne conductibilité thermique.
  14. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manipulateur à deux compartiments (29) est conçu comme une presse à joue mobile pour les suspensions cellulaires souplement emballées (9), dont la crevasse des joues (32) est réglée, en état fermé, à une épaisseur uniforme de la suspension cellulaire emballée.
  15. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de contact (12, 13) sont plates ou adaptées, par des courbures sphériques, à la forme des emballages remplis (9) de la suspension cellulaire.
  16. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de contact (12, 13) peuvent être chauffées pour contrôler le taux de refroidissement.
  17. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques de refroidissement (10, 11) sont équipées des canalisations (28) conduisant des gaz chauds en circulation pour le but du contrôle du taux de refroidissement.
  18. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques de refroidissement (10,11) sont pourvues d'un chauffage électrique.
  19. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le manipulateur à deux compartiments (29) est enfermé dans un boítier calorifuge (44) comprenant des sasses (47, 48) pouvant être ouvertes et fermées alternativement pour l'introduction et l'enlèvement des suspensions cellulaires emballées.
  20. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un engin de manutention continue (3) est pourvu pour l'introduction et l'éclusage.
  21. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un dispositif chacun pour réduire l'humidité atmosphérique est pourvu dans les compartiments des sasses (47,48), étant synchronisé à l'ouverture et la fermeture des sasses.
  22. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation de l'énergie cinétique au compartiment (4, 5) du manipulateur à deux compartiments (29, 41, 43) effectue une course à vide entre deux processus de congélation successifs, pendant laquelle les surfaces de contact (12, 13) s'approchent l'une à l'autre jusqu'à leur attouchement.
  23. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces de contact (12, 13) se réchauffent automatiquement à la température ambiante entre deux processus de congélation successifs.
  24. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une plaque chauffante à introduire entre les surfaces de contact (12, 13) sert comme contre-chauffage.
  25. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le manipulateur (29,41,43) comprend un compartiment fixe (4) et un compartiment mobile (5) destiné à ouvrir et fermer la crevasse (32) des surfaces de contact.
  26. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit du fluide réfrigérant mène à partir d'une conduite d'alimentation commune (45) aux compartiments intérieurs (37) des compartiments (4, 5), passant par des branches de conduite parallèles (20, 36) et par une pompe M passant par les branches de conduite (25, 34) à une conduite (46) menant au surrrefroidisseur (33).
  27. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation du fluide réfrigérant surrefroidi dans son compartiment (4) s'effectue directement à l'autre compartiment (5), les pertes par évaporation du fluide réfrigérant pouvant être éclusées des compartiments (4, 5) par deux conduites (29, 39).
  28. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est commandé par programme.
  29. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par les séquences de commande par programme suivantes lors de la congélation des suspensions cellulaires emballées en feuille en matière plastique (2) :
    1. L'ouverture de la sasse d'entrée (47) de l'extérieur en appuyant un bouton;
    2. La fixation manuelle de la poche (1) sur l'engin à manutention continue (3);
    3. La fermeture du couvercle (49) de la sasse d'entrée (47) en appuyant un bouton et le démarrage du programme de congélation pour les séquences successives se déroulant automatiquement;
    4. Le séchage de la sasse d'entrée par climatisation pour réduire l'humidité atmosphérique à zéro à l'intérieur de la sasse d'entrée (47);
    5. L'ouverture du coulisseau (52) au manipulateur à deux compartiments (43);
    6. Le transport de la poche de la sasse d'entrée (47);
    7. La fermeture du coulisseau (52) ainsi fermant la sasse d'entrée (47);
    8. L'orientation de la poche (1) entre les plaques de refroidissement (10, 11);
    9. Le serrage des plaques de refroidissement à la pression de serrage préréglée;
    10. La dissipation de chaleur du produit à congéler (refroidissement et congélation de la suspension cellulaire)
    a) en utilisant le courant de chaleur à dissiper en maximum par des réservoirs (7) sur le côté fluide réfrigérant des plaques de refroidissement (10, 11),
    b) en chauffant les plaques de refroidissement par un contre-chauffage lors d'une gestion de la température selon les courbures de refroidissement spécifiées, où nécessaire ;
    11. Le desserrage des plaques de refroidissement (10, 11) lorsque la température minimum préréglée est atteinte;
    12. L'ouverture du coulisseau à la sasse de sortie (48);
    13. Le transport de la poche (1) à la sasse de sortie (48);
    14. La fermeture du coulisseau (51) de la sasse de sortie (48);
    15. L'ouverture du couvercle (50) de la sasse de sortie (48);
    16. L'enlèvement manuel ou mécanique de la poche (1) de la sasse de sortie (48);
    17. La fermeture du couvercle (50) de la sasse de sortie (48);
    18. Le séchage de la sasse de sortie (48) en réduisant à zéro la climatisation de l'humidité atmosphérique à l'intérieur de la sasse de sortie (48).
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