EP0900072B1 - Conteneur refrigere et tropicalise pour le stockage et le transport de produits thermo-sensibles - Google Patents

Description

L'invention concerne un conteneur thermostaté pour le stockage temporaire et le transport de produits thermosensibles afin de garantir un respect total des chaínes de températures recommandées. Voir par ex. les documents DE-A-1 282 033, US-A-2 823 302 et DE-A-29 12 209.

Le problème se pose notamment pour le transport des produits sanguins labiles, non seulement dans le cas ou il convient d'approvisionner des centres chirurgicaux à partir de dépôts centralisés du sang, mais également lorsque à l'intérieur d'un même établissement hospitalier, il convient de faire circuler des produits sensibles, par exemple depuis leur lieu de conservation jusqu'à un bloc opératoire.

Généralement, tous les produits médicaux ou chirurgicaux ainsi transportés doivent respecter des critères très stricts de température ; par exemple, la température des concentrés de globules rouges doit être comprise entre 2°C et 8°C ; pour les plaquettes entre 20°C et 24°C ; pour les plasmas il convient de respecter une température voisine de -25°C, etc ...

On comprend bien par ailleurs que le déplacement de tels produits thermo-sensibles, d'un point de stockage où ils sont conservés à la température adéquate, jusqu'à un point d'utilisation qui peut être fort éloigné conduit à emprunter divers moyens de transport et, de préférence, les plus rapides, ce qui suppose des transbordements, des temps de transport, des temps d'attente ou de transit, et naturellement des temps de manipulation pour coordonner l'ensemble ; c'est évidemment pendant toutes ces manipulations successives qu'il peut y avoir une rupture de la chaíne des températures requises compte tenu du produit transporté. Cette rupture est souvent effective dès lors que la température adéquate du produit se trouve même momentanément modifiée de 1 ou 2 degrés, ce qui, on en convient facilement, est un danger permanent.

Jusqu'ici, pour transporter de tels produits, dans les conditions évoquées ci-dessus, les moyens utilisés étaient pour le moins, forts rudimentaires, consistant la plupart du temps à utiliser une boite à glace, ou un conteneur rempli de glace ou de carbo-glace, à l'intérieur duquel le produit était disposé, le mettant provisoirement à l'abri de toutes agressions extérieures. Bien entendu, lorsque le produit nécessite un transport à température positive, ce qui est par exemple le cas des produits sanguins labiles (PSL) qui ne doivent pas descendre plus bas que 20°C ou monter plus haut que 22°C, alors les seules solutions connues à ce jour, consistaient à transporter les produits dans des mallettes isothermes le plus rapidement possible, par taxi, par courrier spécial autres transports rapides, en espérant que l'inertie thermique des conteneurs isothermes suffirait à garantir une évolution interne de la température suffisamment lente en regard de la durée du transport.

En pratique, les systèmes antérieurs consistaient en une vigilance de tous les instants pour que les produits manipulés circulent autant que possible aux températures requises, quitte à interrompre telle ou telle phase du transport, pour reconstituer momentanément l'ambiante nécessaire à la bonne survie des produits ainsi déplaces.

La présente invention a pour but de palier tous ces inconvénients en proposant un conteneur étanche et thermostaté conçu pour maintenir avec précision une température interne à une valeur quelconque entre deux températures extrêmes (-30°C/+40°C) quelles que soient par ailleurs les diverses phases de manipulation : manipulations internes sur chariot procurant une autonomie d'alimentation, manipulations externes par connexion sur véhicule spécialisé pour leur transport ; naturellement, les manipulations intermédiaires pour passer, par exemple, d'un établissement à un véhicule ou l'inverse sont simplement assurées par l'inertie thermique du conteneur, calculée à cet effet.

A cet égard, le conteneur pour le stockage temporaire et le transport de produits thermo-sensibles dans des conditions de continuité totale dans la chaíne des températures requises, comprenant un caisson isotherme et étanche à ouverture supérieure, couplé avec un groupe moto-compresseur produisant à l'intérieur du caisson des frigories jusqu'à atteindre une température pré-déterminée est caractérisé en ce que le caisson est équipé d'un ensemble produisant des calories qui, par un brassage de l'air à l'intérieur dudit caisson, permet un rapide ajustement de la température interne à une valeur de consigne programmée entre -30°C et +40°C.

On comprend bien maintenant que le conteneur conforme à l'invention permette dans des temps relativement courts, de maintenir à l'intérieur du caisson une température très précise par le moyen d'un thermostat régulateur programmable couplé bien entendu à des systèmes d'alarmes conventionnels prévenant sans délai de toutes fausses manoeuvres, voire d'incidents de fonctionnement.

Selon une variante particulièrement importante de l'invention, la source de production de calories permettant de remonter les valeurs de température à l'intérieur du caisson est obtenu par la combinaison avantageuse d'une lampe halogène, logée dans une tuyère disposée verticalement pour permettre au moyen d'un simple ventilateur hélicoïdal, d'entraíner les couches supérieures d'air du conteneur vers le bas afin de créer une convection forcée de l'air frais que l'on souhaite réchauffer.

Un avantage décisif de ce dispositif, outre sa simplicité, réside comme il sera dit plus loin dans l'exceptionnelle souplesse de l'inertie thermique de l'élément chauffant lorsque celui-ci est activé pour la régulation thermique. En outre, une lampe halogène du type de celles que l'on monte dans un projecteur de véhicule automobile présente une consommation particulièrement stable préservant les dispositifs autonomes d'alimentation par batterie. En outre et complémentairement, il est possible d'utiliser séparément les deux filaments correspondant aux feux de route et aux feux de croisement, ou même de les mettre en série ou en parallèle, de manière à jouer sur l'intensité et donc sur la pente de variation de la température de chauffage.

Selon une autre variante complémentaire de l'invention, il est prévu d'équiper le conteneur réfrigéré tropicalisé d'un agitateur autonome particulièrement adapté aux produits tels que les PSL dont on sait qu'ils doivent être agités dès que les temps de transport dépassent deux heures ; l'accessoire agitateur conforme à l'invention est avantageusement obtenu par un dispositif adéquat permettant de maintenir les poches de PSL qui seront ainsi entraínées en bascule, en va et vient ou en rotation par un simple moteur de tournebroche, à rotation continue ou alternée.

Selon une caractéristique secondaire de l'invention, il est possible de rapporter à l'intérieur des conteneurs réfrigérés et tropicalisés un bac spécial à double paroi et couvercle également à double paroi, rempli entre parois d'un fluide caloporteur tel que du mono-éthylène glycol.

Ce bac spécial permet notamment le conditionnement sur le site de stockage des produits thermo-sensibles que l'on souhaite transporter ultérieurement ; de cette manière il suffit, au moment voulu, de disposer le bac, préalablement rempli des produits à transporter, à l'intérieur du conteneur ce qui évite des temps de remplissage toujours préjudiciables au respect de la chaíne des températures ; d'un autre côté, le recourt au bac spécial, au moment du déchargement, peut s'avérer extrêmement utile, dans la mesure où facilement maniable, il peut être plus rapidement transporté sur un lieu précis qui serait par exemple difficile d'accès par le conteneur et ses accessoires sur chariot ; enfin un avantage toujours important dans le cas de transport de produits sensibles tels que plaquettes, plasma et autres implants, réside dans la facilité d'entretien et d'asepsie des matériels ; à cet effet, un bac autonome, par exemple en inox alimentaire 316 L ne présentant aucune irrégularité interne, peut être utilisé à l'intérieur des conteneurs ou en combinaison avec le bac spécial ; ce bac inox, de taille réduite, peut être plus facilement introduit dans un autoclave pour une parfaite désinfection.

Un autre avantage particulièrement intéressant du bac spécial est de pouvoir le rendre photo-opaque, ce qui est particulièrement nécessaire pour le transport des produits s'altérant à la lumière, telles que par exemple les plaquettes.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui va être donnée d'un exemple préféré, quoi que non limitatif, donné aux fins d'illustration de l'invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 est une vue en perspective d'un conteneur conforme à l'invention montrant de façon schématique l'implantation de la source froide et de la source chaude, associée au dispositif d'alimentation, de programmation et de contrôle.
• la figure 2 représente en élévation et en coupe verticale suivant la ligne II-II de la figure 3 le conteneur selon l'invention.
• la figure 3 représente en vue de dessus et en coupe horizontale suivant la ligne III-III de la figure 2, le conteneur conforme à l'invention.
• la figure 4 représente en vue de dessus selon une coupe partielle IV-IV de la figure 2, l'élément chauffant monté à l'intérieur du conduit de ventilation.

Conformément à la figure 1, le conteneur 1 conforme à l'invention se compose d'un caisson 2 muni de quatre parois verticales 3 et d'un fond 4, la partie supérieure du caisson 2 étant fermé par un couvercle 5 avantageusement rabattable et verrouillable par le moyen classique de charnières 6 d'un côté et d'une genouillère à bascule 7 de l'autre.

A l'intérieur du caisson 2, au moins une face latérale verticale 3 est munie d'un évaporateur 8 alimenté par un groupe moto-compresseur 9 calculé pour apporter une source froide suffisante à l'intérieur du caisson 2. Il est bien évident que l'évaporateur vertical 8 peut être disposé sur n'importe quelle face latérale 3 et dans une variante particulièrement avantageuse, les quatre faces verticales peuvent être ainsi équipées d'évaporateur 8.

Dans un angle du caisson 2, on dispose un ensemble chauffant 10 de telle manière que l'air chaud puisse être pulsé dans la partie basse du caisson 2 vers le fond 4 qui à cet effet présentera avantageusement des rainures 11 ménageant ainsi des espaces de circulation pour l'air pulsé conformément aux flèches matérialisant la convection de l'air à l'intérieur du caisson 2 sur la figure 1.

Positionné le plus loin possible de la source chaude, par préférence au centre de la face latérale 3 apposée à l'ensemble chauffant 2, un capteur de température 12 indiquera à chaque instant, la température régnant à l'intérieur du caisson, cette sonde étant choisie en raison de son extrême précision, par exemple au demi degré près.

Un processeur 13 ayant sa propre autonomie de fonctionnement 14 sera programmé pour maintenir avec une précision au demi degré, une température interne dans le caisson 2 conforme à la température de consigne 15 requise pour le stockage temporaire et/ou le transport de produits thermo-sensibles sans qu'il y ait la moindre rupture dans la chaíne du froid ou du chaud ; bien entendu cette température de consigne pourra être ajustée au moyen d'un inverseur 16 manuel ou automatique régulant la température soit au moyen de la source froide 9 soit au moyen de la source chaude 10, les deux sources ne pouvant coopérer simultanément. Bien entendu, la température d'affichage est directement accessible par l'extérieur au moyen des boutons de réglage 17.

L'alimentation de la source chaude 10 et de la source froide 9, en 12 ou 24 volts, est classiquement obtenue par une batterie 18, et le processeur 13 vérifie à chaque instant l'état de charge de la batterie 18.

Accessoirement, un dispositif d'alarme 19 complète avantageusement le processeur 13 lorsque celui-ci détecte au moyen de la sonde thermostatique 12 une variation anormale de température pendant un régime transitoire ou de transport ; en outre, l'alarme 19 sera déclenchée lorsque la charge de la batterie 18 sera critique, laissant à l'utilisateur le temps nécessaire pour se rapprocher au plus vite d'une station de rechargement 20 qui, par nature ne peut être qu'une station fixe. L'ensemble ainsi constitué par le conteneur 1 muni de sa source chaude 10 et froide 9, de son processeur 13 et de ses accessoires ainsi que de son alimentation 18 pourra être facilement regroupé sur un chariot de déplacement rendant plus aisées les manipulations de l'ensemble dans toutes les phases intermédiaires entre stockage ou utilisation et les périodes de transport.

Pour la clarté des dessins, le chariot transportant l'ensemble qui vient d'être décrit n'a pas été représenté.

En référence aux figures 2, 3 et 4 il sera maintenant décrit en détail chaque élément du conteneur 1 conforme à l'invention.

Le caisson 2 et son couvercle 5 sont réalisés à partir d'un sandwich isothermique classiquement à base de matières thermoplastiques pour les parois internes et externes emprisonnant une mousse de polyuréthane. Le couvercle 5 articulé par des charnières 6 au caisson 2 peut être rabattu de manière étanche sur la partie supérieure du caisson 2 grâce à un moyen d'un double joint torique 21 coopérant avec une fermeture de sécurité du type genouillère à bascule 7.

Imprimé sur l'une au moins des faces latérales 3 du caisson 2, un ou plusieurs évaporateurs 8 sont reliés à un groupe moto-compresseur 9 disposé à l'extérieur du conteneur 1. Le fond 4 du caisson 2 est avantageusement muni de rainures 11 permettant de ménager un passage d'air suffisant sous les produits entreposés. Afin d'éviter que les produits viennent directement en contact avec le ou les évaporateurs verticaux 8 il est avantageusement prévu de disposer à quelques millimètres une grille verticale 22 devant chaque évaporateur.

On observera que la production des frigories est obtenue par la coopération du groupe moto-compresseur 9 avec le ou les évaporateurs 8 disposés sur les faces latérales 3 du caisson 2, le tout étant d'un type tout à fait courant en matière de réfrigérateur-congélateur ; bien entendu, le groupe 9 est calculé et globalement disposé de telle manière qu'il soit possible d'atteindre à l'intérieur du caisson 2, hermétiquement fermé, une température minimale de -30°C.

L'ensemble chauffant 10 équipant les conteneurs 1 est obtenu à partir d'une simple lampe basse tension 23 du type des lampes H4 halogènes équipant communément aujourd'hui largement les projecteurs de véhicules automobiles. La lampe halogène est disposée à l'intérieur d'un tube support 24 réalisé par exemple à partir d'un tuyau en PVC de diamètre 60 mm sur une hauteur inférieure de quelques centimètres à la hauteur utile du caisson 2 ; en partie supérieure du conduit 24 est disposé un ventilateur hélicoïdal 25 fonctionnant en basse tension simultanément avec la lampe 23 de telle manière que la couche d'air supérieure du caisson 2 soit aspirée en partie haute du tube 24 et expulsée en direction de la lampe 23 afin d'y être réchauffée par simple contact, des lumières 26 disposées en partie basse du tube 24 assurant l'échappement de l'air ainsi chauffé et sa répartition dans le fond 4 du caisson 2 créant au contact des masses d'air plus frais y séjournant une réelle convection déclenchant une élévation progressive de la température du caisson.

On notera que le ventilateur 25 est en l'occurrence un simple ventilateur classiquement utilisé pour le refroidissement de circuits électroniques ; de même, la lampe halogène 23 fixée verticalement, partie active vers le haut en direction du ventilateur à mi-hauteur environ du tube 24 au moyen d'une coupelle 27 supportant au centre une douille normalisée 28 permettant de recevoir le culot de la lampe H4 23 conformément au schéma représenté à plus grande échelle sur la figure 4. La coupelle 27 de la lampe 23 comporte des lumières 29 réparties tout autour de la lampe 23, assurant l'échappement du flux d'air pulsé par le ventilateur 25, préalablement réchauffé par l'enveloppe externe de la lampe 23.

En ce qui concerne le tube 24 jouant ici en quelque sorte le râle d'une tuyère, celui-ci est maintenu sur le fond 4 du caisson 2 au moyen de trois fixations 30, préférentiellement dans un angle du caisson 2 ne prenant ainsi qu'un minimum de place. Les lumières 26 d'expulsion de l'air chaud ont été calibrées pour une répartition optimale de l'air dans le fond du caisson.

L'élément chauffant constitué comme on l'a vu par une simple lampe 23 du type H4 s'avère particulièrement intéressante dans la mesure où, on dispose de deux filaments correspondant aux feux de route et aux feux de croisement sur un véhicule automobile ; bien entendu, il est tout à fait possible de jouer, grâce à ces deux filaments de 55 Watts, sur la puissance calorifique délivrée par la lampe 23 ; il a été néanmoins préféré d'alimenter l'ampoule 23 en mettant en série les deux filaments afin d'augmenter l'inertie d'allumage et de faire ainsi coïncider le maximum de puissance avec la vitesse maximum du flux d'air procuré par le ventilateur 25 lorsqu'il atteint sa puissance nominale. Cette inertie dans l'allumage de la lampe 23 assure également très avantageusement un réchauffage progressif, sans à-coup, qui à l'inverse peut être extrêmement préjudiciable pour certains produits thermo-sensibles. En outre, il est clair que la mise en série des deux filaments a pour effet secondaire de diminuer l'intensité lumineuse de la lampe 23 ce qui évite toute détérioration lorsque les produits ne sont pas photo-résistants.

Dans les conditions qui viennent d'être indiquées, et pour un caisson représentant un volume interne de 50 litres, les tests ont montré qu'avec un ventilateur dont le débit nominal est de 12 m³/H on pouvait sans la moindre difficulté, augmenter la température interne du caisson clos de 18°C à 40°C, de sorte qu'en combinant les deux systèmes apport de frigories, apport de calories, la plage de températures qu'il est possible de maintenir dans le même conteneur sera de -30°C à +40°C.

A titre d'exemple, des tests de température ont été mené sur un conteneur selon l'invention pris à température ambiante de 20°C, pour l'amener à une température programmée de -30°C. Après mise sous tension de 12 Volts continus par une alimentation autonome en batterie, la température de -30°C a été atteinte 1 heure et 35 minutes plus tard.

D'autres tests de montée en température ont pu être effectués montrant que pour passer d'une température interne dans le caisson de 4°C à une température interne de 14°C, 55 minutes avaient suffit.

Accessoirement, il est prévu de coupler le processeur 13 d'un dispositif d'alarme 19 permettant d'une part de vérifier en permanence l'état des batteries mais également d'assurer un contrôle permanent des variations de température en déclenchant par exemple une alarme sonore programmable en fonction des limites prescrites par l'utilisateur.

Divers accessoires viennent compléter le conteneur 1 ; il s'agit tout d'abord d'un agitateur pour produits sanguins labiles essentiellement destiné à créer un mouvement soit de haut vers le bas, soit de droite à gauche, soit un mouvement rotatif ou un mouvement de vibrations pour les poches de sang qui sont, par ailleurs, contenues dans une cuve plastique. Cette cuve est alors soumise à un système d'entraínement par excentrique ou tout autre système d'entraínement du type va et vient entraíné par un moteur électrique à alimentation continue autonome, du type couramment utilisé pour les tournebroches. Le système entraíné est disposé sur deux flasques en plastique afin de créer un berceau rigide qui est ensuite déposé en bloc à l'intérieur du conteneur avant fermeture et transport.

Un autre accessoire avantageux peut être utilisé en association avec les conteneurs ; il s'agit d'un bac autonome, non représenté sur les dessins, permettant de pré-conditionner les produits à transporter préalablement à leur rangement dans les conteneurs, c'est-à-dire en des lieux particulièrement adaptés pour leur manipulation ; ce bac autonome comportant lui-même un caisson et un couvercle à fermeture de sécurité, comporte des doubles parois délimitant entre-elles un espace rempli d'un produit caloporteur du type du mono-éthylène glycol permettant d'accumuler des frigories ou des calories, comme on le sait.

L'avantage de ce bac est de faciliter les opérations de chargement et de déchargement, tout en donnant aussi la possibilité de véhiculer sans risque de rupture de la chaíne des températures des produits thermo-sensibles, partout où l'encombrement des conteneurs empêcherait leur passage. C'est notamment le cas de couloirs et de portes dans certains hôpitaux pour atteindre le bloc opératoire. On notera subsidiairement que ce bac autonome particulier est muni d'une sonde de température interne, couplée avec un affichage, de préférence digital, de la température permettant durant tout le transport de vérifier le parfait maintient de la température de consigne.

Claims (10)

1. Conteneur (1) pour le stockage temporaire et le transport de produits thermo-sensibles dans des conditions de continuité totale dans la chaíne des températures requises, comprenant un caisson (2) isotherme et étanche à ouverture supérieure, une source froide (9) constituée par au moins un évaporateur et un groupe moto-compresseur, produisant à l'intérieur du caisson (2) des frigories jusqu'à atteindre une température prédéterminée, et un ensemble chauffant (10) logé à l'intérieur du caisson (2) pour produire des calories et pour permettre un rapide ajustement de la température interne à une consigne programmée entre -30°C et +40°C, caractérisé en ce que l'ensemble chauffant (10) comporte un élément chauffant (23), disposé dans une tuyère cylindrique (24), positionnée verticalement à l'intérieur du caisson (2), et un ventilateur (25) disposé à l'entrée supérieure de la même tuyère pour aspirer l'air dans la partie haute, le propulser à l'intérieur de la tuyère (24) sur l'élément chauffant (23) et enfin l'éjecter en partie basse du caisson (2).
2. Conteneur (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément chauffant (23) est une lampe, de préférence halogène.
3. Conteneur (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que la lampe halogène (23) est une lampe à deux filaments du type équipant les projecteurs de véhicules automobiles dont on utilise soit un seul filament, soit les deux, mis en série ou en parallèle.
4. Conteneur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les parois internes (3) du caisson (2) sont munies de grilles (22) du type treillis pour empêcher tout contact des produits thermo-sensibles avec les parois réfrigérées et assurer une circulation convenable de l'air intérieur.
5. Conteneur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le fond (4) du caisson (2) est muni de rainures (11) permettant le passage de l'air sous les produits entreposés.
6. Conteneur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la régulation thermique à l'intérieur du caisson (2) est obtenue à partir d'un capteur thermostatique interne (12), de préférence disposé à l'opposé de l'ensemble chauffant (10), agissant sur un processeur (13) programmable commandant indifféremment l'élément chauffant (23) et le ventilateur (25) ou la source froide (9), afin d'atteindre le plus rapidement possible la température de consigne (15) voulue à l'intérieur du caisson (2).
7. Conteneur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un agitateur autonome est prévu pour les produits liquides et particulièrement pour les produits sanguins labiles.
8. Conteneur (1) selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'agitateur est constitué d'un système à bascule donnant à la cuve maintenant les poches de produits, un mouvement alternatif pendulaire, ou de va et vient au moyen d'un moteur de tournebroche auto alimenté à rotation continue ou alternée.
9. Conteneur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un bac amovible dont le caisson et l'enveloppe sont munis de double paroi avantageusement photo-opaque et thermo-accumulatrice, emprisonnant un liquide caloporteur, par exemple du mono-éthylène glycol, peut être inséré à l'intérieur du caisson (2) afin d'accélérer et de faciliter les opérations de chargement et déchargement du conteneur (1) ainsi que son nettoyage.
10. Conteneur (1) selon la revendication 9 caractérisé en ce que le bac amovible est muni d'une sonde de température interne couplée à un thermomètre, par exemple digital, à lecture externe.

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