Distribution de vapeur

La distribution de vapeur qu’elle soit centrale ou locale doit être bien pensée de manière à assurer les débits de vapeur à n’importe quel moment du cycle de stérilisation.

Les conduites

Photo stérilisation - conduites.

Le réseau de distribution est digne de celui d’une centrale électrique; les conduites vont dans tous les sens.

La tenue dans le temps des conduites d’alimentation en vapeur dépend de la qualité de la vapeur et, par conséquent de la qualité de l’eau. Si l’eau est de qualité médiocre (corrosive et agressive par exemple), on risque de détériorer rapidement les équipements du réseau de vapeur. Par sécurité, les matériaux utilisés pour la fabrication de ces équipements, y compris la distribution, seront en acier inoxydable type 316 Ti.

Ce réseau véhicule de la vapeur à haute température (134 °C) et sous haute pression (3 bar). La mise en œuvre doit donc être très soignée. Thermiquement parlant, ces tuyauteries constituent autant de radiateurs; en d’autres termes, il faut les isoler correctement afin de réduire :

  • le risque de brûlure,
  • les déperditions au travers des parois vers l’ambiance,
  • la production de condensas qui, s’ils ne sont pas récupérés, constituent une perte énergétique non négligeable.

Divers matériaux d’isolation des conduites existent dans le commerce comme, par exemple, la fibre de laine minérale en longueur préformée, le caoutchouc, … On sera attentif, dans le cas précis de la vapeur, à la tenue des propriétés de l’isolant à des températures de l’ordre de 150 °C.

Matériaux Température de tenue maximale [°C]
Laine minérale de l’ordre de 650
Caoutchouc 175
Polyuréthane 135

 

Calculs

 Pour en savoir plus sur la rentabilité de l’isolation des conduites.

Un soin particulier doit aussi être pris pour la récupération des condensas: il est nécessaire de penser tout le réseau de distribution en pente douce:

  • soit vers le générateur,
  • soit vers les points de purges sachant qu’ils faut prévoir un système de récupération de condensas derrière.

Les vannes

Les vannes sont de construction robuste car elles travaillent dans des conditions difficiles. La commande des vannes côté vapeur s’effectue, en général, de manière pneumatique.

Il est nécessaire de les isoler aussi de manière à réduire les risques de brûlure par contact et les déperditions thermiques.

Photo stérilisation - vannes.

La configuration du réseau

Le choix du réseau de distribution de vapeur est principalement lié à la centralisation ou pas des générateurs de vapeur.

Configuration locale

Dans ce cas, le générateur de vapeur se trouve souvent sous l’autoclave et chaque autoclave possède son propre générateur. La compacité est importante vu qu’il est nécessaire de favoriser l’espace pour les zones de travail du personnel de Stérilisation Centrale.

On peut synthétiser les avantages et inconvénients suivant :

(+)

  • la proximité du générateur par rapport à l’autoclave limite les longueurs des conduites de distribution et donc les déperditions au travers des parois;
  • le générateur étant dédicacé à l’autoclave, les débits de vapeur nécessaires sont faibles et ne nécessitent pas des canalisations de grosse section; ce qui limite les déperditions au travers des parois;
  • les condensats formés par les déperditions des conduites sont naturellement ramenés au générateur par gravitation; ce qui réduit les pertes de condensats au niveau des purgeurs;
  • …

(-)

  • la compacité de l’installation pose des problèmes d’isolation des conduites;
  • une panne du générateur entraîne souvent l’abandon du cycle et l’indisponibilité de l’autoclave;
  • problème de maintenance;
  • …

Configuration centralisée

Si la stérilisation centrale dispose d’un local technique annexe à proximité immédiate, on peut très bien envisager le regroupement des générateurs dans ce local afin de diminuer la puissance installée sachant qu’il est rare de voir tous les stérilisateurs du parc fonctionner ensembles.

On peut synthétiser les avantages et inconvénients suivant :

(+)

  • gain de place pour la maintenance de l’installation (détection aisée des fuites au niveau de la distribution);
  • une panne d’un générateur n’empêche pas de continuer le cycle du stérilisateur;
  • centralise la source de chaleur en dehors de la zone d’occupation;
  • …

(-)

  • la conduite mère est de forte section (2″ par exemple); ce qui veut dire que les déperditions sont plus importantes et qu’il faut mieux l’isoler;
  • la longueur importante de la conduite mère augmente les déperditions;
  • les difficultés techniques et d’encombrement augmentent pour le tracé de la conduite mère sachant qu’il est important de récupérer la quantité de condensats produite par les déperditions des parois par gravitation naturelle (nécessité d’espace dans les faux-plafonds pour bénéficier d’une pente vers le générateur);
  • nécessité de multiplier les points de purge et les casse-vide;
  • …

Alternative

Dès le début du projet , il est possible de demander au concepteur de prévoir une conduite mère reliant les générateurs locaux entre eux afin d’augmenter la sécurité d’alimentation en vapeur et de pouvoir réduire légèrement la puissance installée des générateurs.

Nous manquons d’étude de cas en la matière. S’il y a des expériences heureuses ou pas en terme de dimensionnement, il serait intéressant pour tout le monde qu’elles figurent ici !