ENGINEERINGNET.BE - Comment les systèmes basés sur l'azote liquide (LN₂) renforcent la sécurité d'approvisionnement et convainquent en conditions réelles d'exploitation.
Dans ce contexte, la priorité change en technique de refroidissement. Outre les pures performances, la sécurité d'exploitation dans des conditions réelles devient de plus en plus importante. Ce qui est crucial, c'est la fiabilité avec laquelle un système fonctionne lorsque les influences externes ne sont plus constantes.
NNC LIN MS GmbH développe depuis quelques années des systèmes de refroidissement cryogéniques à base d'azote liquide. Pour ce faire, elle utilise l'infrastructure d'approvisionnement industrielle d'Air Liquide afin de garantir une disponibilité continue du fluide. L'approche diffère fondamentalement des systèmes de refroidissement classiques basés sur des compresseurs et vise en particulier une sécurité d'exploitation élevée.
Régulation de température en cascade pour des processus stables
Au cœur de ces systèmes se trouve une gestion de la température en cascade. Les différentes plages de température ne fonctionnent pas de manière isolée, mais sont interconnectées de façon ciblée.
En pratique, cela englobe plusieurs zones fonctionnelles, notamment des zones de congélation, de stockage, de stockage intermédiaire, ainsi que des zones de pré-accès et des sas. Tandis que certaines zones sont activement refroidies à l'azote liquide, les zones adjacentes exploitent l'énergie frigorifique disponible et ne sont réajustées qu'en cas de besoin.
Les échangeurs de chaleur et les écrans thermiques assument des fonctions supplémentaires. Ils stabilisent les profils de température et contribuent à réduire l'humidité de l'air. Le froid mis en œuvre est exploité sur plusieurs niveaux, ce qui permet un contrôle de la température à la fois plus précis et plus efficace. En même temps, cela permet de mieux compenser les fluctuations de température au sein de l'installation.
Puissance frigorifique indépendante de l'alimentation électrique
Une différence essentielle avec les systèmes de refroidissement conventionnels réside dans l'alimentation en énergie. Les installations commandées par compresseur dépendent entièrement d'une alimentation électrique stable. Si celle-ci tombe en panne, non seulement la régulation est affectée, mais aussi la puissance frigorifique elle-même.
Les systèmes basés sur l'azote liquide fonctionnent selon un autre principe. L'énergie nécessaire au refroidissement est déjà présente dans le fluide. L'énergie électrique est principalement utilisée pour les fonctions de commande et les fonctions périphériques.
De ce fait, la puissance frigorifique est maintenue même en cas de coupure de courant ou de disponibilité limitée de l'énergie. Si la commande est en plus sécurisée, cet état peut être encore stabilisé. Pour les exploitants, cela signifie une sécurité d'approvisionnement nettement plus élevée lors des activités quotidiennes.
Un autre effet découle de l'absence de technique de compression. Comme il n'y a pas de chaleur résiduelle, le besoin en infrastructures supplémentaires est réduit. Cela simplifie la conception de l'installation et peut réduire l'effort technique total.
Un autre effet découle de l'absence de technologie de compression. Comme aucune chaleur résiduelle n'est générée, le besoin en infrastructures supplémentaires est réduit. Cela simplifie la conception de l'installation et peut diminuer la complexité technique globale.
La stabilité commence avant le refroidissement proprement dit
Dans la pratique, le refroidissement est souvent assimilé au stockage. Cependant, les étapes de processus préalables sont également déterminantes pour la stabilité d'un système.
Des mesures telles que l'inertage, la pré-tension ou le conditionnement ciblé influencent les conditions dans lesquelles un produit entre dans la phase de refroidissement. Si ces aspects ne sont pas pris en compte, les systèmes en aval doivent compenser les écarts qui sont apparus plus tôt.
Les transitions au sein d'une installation jouent également un rôle. Lors du transport entre différentes zones, des fluctuations de température peuvent se produire, s'accumuler au fil du temps et influencer la stabilité générale. Une approche intégrale de l'ensemble du processus contribue donc de manière essentielle à la stabilité.
Aperçu de l'utilisation réelle
Les systèmes de refroidissement décrits ont été mis en œuvre entre autres chez IDT Biologika et développés plus avant sous diverses exigences. Désormais, des solutions comparables sont utilisées dans de nombreuses applications. Pour les concepteurs et les exploitants, cela offre un avantage évident. Les installations peuvent être visitées en cours de fonctionnement aussi bien sur le site de NNC LIN MS GmbH que chez des clients de référence.
L'aperçu direct permet une évaluation réaliste des systèmes, en particulier en vue de l'intégration, de l'exploitation et de la gestion des écarts. L'échange avec les utilisateurs fournit des informations supplémentaires qui ne peuvent pas être déduites des seuls documents techniques. C'est précisément dans des conditions réelles que l'on voit à quel point un système fonctionne de manière stable.
Nouvelles exigences pour les systèmes de refroidissement
La technique de refroidissement reste un élément central de nombreuses applications. En même temps, les critères sur lesquels les systèmes sont évalués changent.
Outre les paramètres de performance classiques, des aspects tels que la sécurité d'approvisionnement, la stabilité en fonctionnement et la faisabilité pratique gagnent de plus en plus en importance. Les systèmes qui répondent à ces exigences contribuent non seulement à l'efficacité, mais garantissent surtout un fonctionnement fiable dans l'utilisation quotidienne.
Sur la photo en haut: Complexe de stockage modulaire avec différentes zones de température, réalisé selon une architecture de système en cascade. (Source : Air Liquide)
Trois questions au Dr. Amine Ben Souissi, Market Manager Pharma North and Central Europe chez Air Liquide
Quelle importance ont les installations de référence pour l'évaluation de tels systèmes ?
Les références sont une base importante pour les décisions d'investissement. Alors que les données techniques offrent une première orientation, la pratique montre comment une solution fait ses preuves dans différentes conditions. Les systèmes déployés sont aujourd'hui établis dans diverses applications.
Comment et où les personnes intéressées peuvent-elles se faire une idée concrète de cette technologie ?
Outre la visite sur le site de NNC LIN MS GmbH, il est également possible de voir les installations en cours d'exploitation chez des clients de référence. Cela permet d'appréhender aussi bien les aspects techniques que les retours d'expérience pratiques.
Pourquoi l'échange avec les utilisateurs est-il particulièrement précieux ?
De nombreuses questions peuvent être mieux éclaircies lors d'un entretien direct qu'à l'aide d'une documentation technique. Des thèmes tels que l'intégration, les expériences d'exploitation ou la gestion de situations particulières deviennent ainsi plus concrets. Surtout pour les entreprises qui font face à une décision d'investissement, c'est souvent un facteur décisif.
Pour une évaluation fondée, les installations peuvent être visitées en cours de fonctionnement aussi bien sur le site de NNC LIN MS GmbH que chez des clients de référence sélectionnés. L'aperçu direct permet d'évaluer les systèmes dans des conditions réelles et de prendre en compte les expériences du terrain.
La coordination des rendez-vous de visite correspondants passe par Air Liquide. La personne de contact est le Dr Amine Ben Souissi, Market Manager Pharma North and Central Europe chez Air Liquide.
