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Echangeurs de chaleur tubulaires pour la production d’insuline glargine

Échangeurs de chaleur tubulaires pour la production d’insuline : informations générales
L’un des leaders mondiaux de l’industrie pharmaceutique, dont la gamme de produits propose des médicaments pour différents domaines thérapeutiques tels que les troubles cardiovasculaires, thrombotiques ou métaboliques, a confié à SACOME le calcul, la conception et la fabrication des échangeurs de chaleur tubulaires pour son usine de production d’insuline à Francfort-sur-le-Main (Allemagne).

La fourniture de ce projet consiste en 17 échangeurs de chaleur à tubes corrugués pour le chauffage et le refroidissement de différents produits tels que des suspensions de protéines, du n-propanol à 30% ou du n-propanol à 10%. Cette installation du secteur de la bioénergie a une capacité de production de 1 700 kg d’insuline glargine par an.

Usine de production d'insuline glargine
Spécifications des produits et processus de production de l’insuline
Différents produits sont traités dans les échangeurs de chaleur tubulaires de cette ligne de production, tels que ceux énumérés ci-dessous :

Différentes solutions.
Suspensions de protéines.
30% de N-propanol.
Solutions de régénération.
Dérivés de chromatographie.
10% N-propanol.
Eaux usées organiques.
Notre équipe d’ingénieurs a pris en considération cette gamme de produits et, en étroite collaboration avec le client, a fixé les différentes propriétés thermiques (densité, chaleur spécifique, conductivité thermique et viscosité) pour chaque cas, afin de réaliser avec la plus grande précision la conception thermique des différentes sections, dont certaines fonctionnaient comme chauffage/refroidissement au point d’utilisation, et d’autres comme recirculation ou processus par lots.

En outre, nos techniciens ont sélectionné les tracés des tuyaux qui permettaient d’obtenir des nombres de Reynolds et des vitesses de traitement adéquats, contribuant ainsi à éviter la stagnation des liquides.

Echangeurs de chaleur tubulaires pour la production d'insuline glargine
Échangeurs de chaleur tubulaires pour la production d'insuline glargine

Conception d’échangeurs de chaleur tubulaires pour la production d’insuline
Atteindre les plus hauts niveaux de sécurité, d’efficacité et d’asepsie a été la principale considération dans la sélection de l’équipement. Dans le cas des échangeurs de chaleur, la nécessité de respecter les recommandations de la FDA et des BPF en termes de vitesse, d’auto-drainabilité, de rugosité interne, sans zones mortes, etc. a conduit à exclure l’utilisation de certains types d’échangeurs de chaleur, qui ne constituent pas la solution la plus recommandable pour répondre à certaines exigences, comme c’est le cas pour les échangeurs de chaleur à plaques.

Dans cette optique, nous recommandons au client notre modèle P-TFM-I, spécialement conçu pour les applications pharmaceutiques. Voici les principales caractéristiques de la solution proposée :

Conception sans zone morte
La ligne pharmaceutique d’échangeurs de chaleur tubulaires de SACOME est spécialement conçue pour éviter les zones mortes où les colonies bactériennes peuvent s’accumuler, empêchant ainsi la croissance de ces micro-organismes. Pour cela, nous considérons que les brides stériles sont les connexions les plus appropriées pour l’équipement.

Intercambiador de calor multitubo farmacéutico de haz tubular no extraible.

Électropolissage
L’une des exigences du client était que l’ensemble du canal du produit (tubes intérieurs, plaques tubulaires, réductions excentriques et coudes) soit électropoli. Cet aspect est clairement détaillé dans la section suivante.

Intercambiadores de calor farmacéuticos SACOME

Chambres à air
Pour les tubes intérieurs, nos ingénieurs ont sélectionné des tubes DIN 1.4435 (316L) avec une rugosité certifiée Ra ≤ 0.8 µm (finition polie), conforme aux recommandations de l’ASME BPE.
Conception de la double plaque tubulaire
L’équipement est fabriqué dans une version à double plaque, qui permet de détecter les fuites, évitant ainsi la contamination croisée (par exemple, une fuite de liquide de service dans le canal du produit) en cas de rupture d’une soudure. L’industrie propose d’autres solutions à cette fin, telles que la configuration à double tube avec chambre intermédiaire, bien qu’elle ne soit pas aussi efficace sur le plan thermique en raison de la résistance thermique de la chambre intermédiaire.

Intercambiadores de calor con doble placa tubular

Analyse de fatigue
Notre département technique a analysé les programmes de température de production et de nettoyage, ainsi que la stérilisation des différentes positions, et a recommandé de placer un joint de dilatation dans l’équipement. En tant qu’entreprise de référence mondiale concevant et fabriquant des joints de dilatation depuis 1978, nous avons vérifié le calcul de ce composant en tenant compte des dilatations thermiques, ainsi que du nombre de cycles.
Joints<br />
Compte tenu des conditions de conception (dans certains cas, jusqu’à 40 bars de pression) et de la nécessité de disposer de joints conformes aux normes FDA et GMP, nos ingénieurs, en étroite collaboration avec nos fournisseurs de joints, ont décidé de choisir des joints à anneau métallique DIN 1.4541, avec deux couches de graphite recouvertes de PTFE (Téflon).
L'échangeur de chaleur tubulaire P-TFM-I comprend une double plaque tubulaire qui évite le risque de contamination croisée entre le produit et le service.
L'échangeur de chaleur tubulaire P-TFM-I comprend une double plaque tubulaire qui évite le risque de contamination croisée entre le produit et le service.
Échangeur de chaleur multitubulaire à faisceau tubulaire non démontable avec plaque tubulaire double.
Électropolissage
Dans l'électropolissage, également appelé polissage électrolytique ou anodique, l'équipement est immergé dans un bain d'électrolyte dont la température est régulée.

1. Électrolyte
2. Cathode
3. Pièce à polir (anode)
4. Particule se déplaçant de la pièce vers la cathode
5. Surface avant polissage
6. Surface après polissage

Inspections et certifications
Le projet en chiffres
Production végétale d’insuline glargine (kg/an)

Étendue de la fourniture (échangeurs de chaleur tubulaires)

Puissance de l’équipement

Gamme de débits

Nombre de sections

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