Même un flacon peut être high-tech
Dans les laboratoires, les techniciens manipulent des flacons en plastique remplis de produits chimiques plusieurs fois par jour, mais beaucoup d'entre eux ne savent pas que ces contenants apparemment ordinaires sont le fruit d'années de travail de développement complexe.
En pénétrant dans le grand bâtiment industriel R22 à Darmstadt en Allemagne, vous êtes immédiatement confronté à des murs entiers de flacons dans des vitrines d'exposition : des flacons en verre ambré des années 1950 de toutes les formes et les tailles imaginables aux flacons en plastique modernes qui sont utilisés de nos jours dans les laboratoires du monde entier.
Ici, une équipe de développeurs expérimentés et d'ingénieurs en conditionnement dédiés est responsable du contrôle qualité et de l'expédition des matériaux d'emballage nouvellement développés par MilliporeSigma. Ils sont toujours désireux de trouver de nouvelles solutions et d'améliorer les systèmes de conditionnement existants et sont motivés par cette détermination lorsqu'ils examinent des questions de sécurité, de manipulation et d'économie.
L'ensemble du service qui compte environ 50 collaborateurs se consacre à tout ce qui a trait au packaging. Flacons, fûts en acier inoxydable, cuvettes, cartons et matériaux de remplissage (environ 300 matériaux de conditionnement différents sont utilisés pour remplir et transporter les produits analytiques Supelco®).
La qualité sur le long terme et une pureté exceptionnelle
L'importance du contrôle qualité ne peut pas être sous-estimée. Les produits chimiques Supelco® utilisés en chimie analytique doivent être particulièrement purs, aussi bien lors du procédé de remplissage que lors de leur utilisation au laboratoire des mois plus tard. Il convient de garantir d'une part une exactitude de l'ordre de la ppt et d'autre part une utilisation sûre des produits chimiques.
Aucun flacon ordinaire ne peut répondre à des exigences si élevées : même les contenants que l'on trouve facilement sur le marché ne répondent pas toujours aux standards de précision et de qualité de Supelco®. C'est pourquoi les experts de Darmstadt développent leurs propres flacons en étroite coopération avec leurs collègues de la production chimique et avec l'aide des commentaires de clients du monde entier.
Depuis l'idée, sa conception et un prototype imprimé en 3D, jusqu'aux tests de sécurité et à la production d'une pré-série, le processus de développement peut prendre plusieurs années. Le choix du matériau est également crucial : alors que les flacons en verre étaient autrefois la norme, aujourd'hui les flacons en plastique de haute qualité, fabriqués dans un polyéthylène haute densité très spécial (PEHD) sont devenus le conditionnement standard pour de nombreux produits chimiques.
Le flacon de 2,5 litres est la fierté et la joie des développeurs
Le flacon en PEHD de 2,5 litres destiné aux produits chimiques Supelco®.
Le tout dernier flacon de 2,5 litres, qui est maintenant utilisé pour les produits Supelco® partout dans le monde, est également fabriqué dans ce PEHD spécial. Il fait la fierté et la joie des développeurs de Darmstadt et il n'est pas difficile de comprendre pourquoi.
À l'ère de la mondialisation, le premier défi à relever en termes de développement est la transportabilité. Que les clients soient basés aux États-Unis, en Asie ou en Amérique latine, ils peuvent avoir l'assurance que leurs produits chimiques possèderont la même pureté et la même qualité que quand ils ont quitté le site de production de la société de sciences de la vie.
Cela nécessite des containers spéciaux capables de supporter des charges plus importantes sans compromettre la haute pureté des substances. "Quand nous expédions des produits chimiques vers l'Asie ou l'Amérique du Sud, les températures peuvent facilement atteindre 70 °C dans les containers lors du trajet d'une semaine. Nos flacons doivent bien sûr être capables de supporter cela", explique un des ingénieurs spécialisés dans le conditionnement. Le problème ici n'est pas la température elle-même, mais la grande quantité de pression qui est générée quand des liquides comme le méthanol, l'acétone ou l'acide chlorhydrique se réchauffent.
Des flacons en verre supporteraient facilement une telle pression. Toutefois, les développeurs de Darmstadt savent qu'ils ne sont pas toujours le premier choix du point de vue de la sécurité chimique. Par exemple, la teneur en fer, en aluminium ou autres cations dans un échantillon contenu dans un flacon en verre ne peut pas être déterminée avec une précision fiable, car les cations en particulier se séparent du verre relativement facilement.
Le nouveau flacon : stable à la pression, antifuite et pratique pour l'utilisateur
Stable à la pression : le flacon en PEHD avec une base spéciale
L'équipe devait concevoir un tout nouveau flacon en plastique de 2,5 litres, idéalement adapté à une utilisation sûre et précise de produits chimiques en laboratoire.
Les différences avec les autres flacons disponibles sur le marché sont immédiatement visibles. Tout d'abord, il y a la stabilité à une pression plus élevée. "Les flacons en plastique classiques dansaient pratiquement sous la pression à l'intérieur des containers d'expédition surchauffés", explique un ingénieur. La base concave était déjà bombée à une pression de 0,5 bar, ce qui signifiait bien sûr que les flacons ne pouvaient plus rester droits en toute sécurité.
"Nous avons maintenant un flacon dont la base est bombée vers l'extérieur de par sa conception et dont les quatre pieds assurent la stabilité." Avec cette conception, le flacon reste stable même jusqu'à une pression de 2,5 bar.
Qualité, sécurité et précision au laboratoire
Toutefois, la stabilité ne fait pas tout. Un bouchon qui prévient toute forme de fuite est tout aussi important pour préserver la pureté chimique et garantir un travail sûr et précis au laboratoire. "Si le bouchon n'est pas étanche, une partie du produit chimique peut s'échapper ou réagir avec l'air. Ces deux problèmes doivent être évités par tous les moyens, particulièrement pour des raisons analytiques et de sécurité", fait remarquer l'ingénieur, en soulignant l'importance du bouchon pour la qualité des produits chimiques de la marque Supelco®.
Le filetage spécial "S40" est donc utilisé pour les flacons Supelco®. Il comporte plus de filets que le standard "GL45" et scelle le contenu plus hermétiquement. Alors que le bouchon à vis classique ne scelle qu'en appliquant une pression de contact sur un bord du bouchon, le filetage S40 possède une rainure supplémentaire dans le col du flacon, de façon à le sceller en trois endroits simultanément.
L'expérience pratique incorporée dans le développement d'un produit
Rainure d'étanchéité supplémentaire incorporée dans le bouchon S40
L'utilisation pratique en laboratoire a fait l'objet d'une grande attention de la part des développeurs, ce qui est évident dans les petits détails du tout nouveau flacon de 2,5 litres qui augmente la sécurité et la facilité d'utilisation. Ils possèdent par exemple un petit rebord aigu qui facilite le versement de liquides. Si une goutte reste sur le rebord, elle ne coule pas le long du flacon, mais vers l'intérieur. La poignée intégrée dont la taille est idéale contribue également à la sécurité du flacon.
De nombreux aspects de la sécurité sont officiellement réglementés par l'industrie chimique. Par exemple, les impressions sur les étiquettes doivent demeurer lisibles, même si elles entrent en contact avec des acides ou des solvants. Cependant, pour l'équipe de développement et de conditionnement de Darmstadt, les standards de l'industrie ne sont que des exigences minimales.
Chaque jour, ils travaillent à optimiser le conditionnement, en s'appuyant toujours sur le précieux retour des clients Supelco®. Des clients ont par exemple fait remonter qu'ils rencontraient des difficultés à ouvrir les flacons au laboratoire car ils étaient fermés particulièrement hermétiquement pour des raisons de sécurité. La solution a été aussi simple que pragmatique : une clé s'adaptant à la forme spéciale des bouchons à vis est disponible pour que les flacons puissent être ouverts facilement et en toute sécurité.
Tout est fait pour que les produits chimiques lorsqu'ils arrivent chez le client soient de la même qualité que quand ils ont quitté l'usine de Darmstadt.
Des contenants de produits chimiques sûrs
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