Un procedimiento para enfriar y atomizar una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas,

en el cualuna sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se combina con dióxido de carbono gaseoso y lamezcla de la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas y dióxido de carbono gaseoso se expande yenfría a continuación entrando en contacto con un flujo de dióxido de carbono líquido, y como resultado lasustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se enfría y atomiza y se obtiene un producto en forma departículas esféricas y en el que el tamaño medio final de las partículas está comprendido en un intervalo entre 2y 100 μm.

Procedimiento y aparato para enfriar y atomizar sustancias líquidas o pastosas

Campo de la invención

La invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para enfriar y atomizar sustancias líquidas o pastosas.

Antecedentes de la invención

Los procedimientos de enfriamiento se usan para modificar ciertas propiedades de las sustancias. Las sustancias a enfriar se tratan en general en aparatos cuya acción de enfriamiento está basada en procedimientos de transferencia de calor entre un refrigerante y la sustancia a enfriar en superficies de refrigeración. El transporte de calor o frío entre el refrigerante y la sustancia a enfriar es, por lo tanto, sólo indirecto. Por este medio no puede conseguirse un enfriamiento relativamente rápido de las sustancias, lo cual se requiere muy frecuentemente. Estos procedimientos de enfriamiento son también frecuentemente inadecuados para llevar a cabo una cristalización o una congelación puesto que se forman depósitos aislantes sobre las superficies de refrigeración los cuales pueden deteriorar el procedimiento de enfriamiento. Procedimientos de enfriamiento de este tipo son, por ejemplo, descritos en Römpp Chemielexikon (Chemistr y lexicon) y Palman, Taschenbuch der Kältetechnik (Refrigeration manual) .

Se sabe además que, a nivel industrial, para producir polvos finos con el uso de refrigeración convencional se usan torres de atomización (nebulización) .

También son de la técnica anterior los procedimientos criogénicos de enfriamiento y congelación en los cuales se usan gases a baja temperatura. Por ejemplo, Römpp Chemielexikon y Palman, Taschenbuch der Kältetechnik describen procedimientos en los cuales las sustancias a enfriar son atomizadas con el refrigerante, en particular con nitrógeno líquido o con dióxido de carbono sólido en forma de hielo o nieve seca. El contacto directo del refrigerante con las sustancias conduce a un enfriamiento de las sustancias sustancialmente más rápido que con los procedimientos convencionales anteriormente mencionados. Para un enfriamiento relativamente rápido de sustancias líquidas o pastosas, este procedimiento tampoco es adecuado ya que el enfriamiento en el interior de las sustancias está determinado por el transporte de calor a través de la sustancia en sí misma, y las superficies de contacto para un rápido enfriamiento, por ejemplo para cristalizar, son aún demasiado pequeñas. Con estos procedimientos, es virtualmente imposible producir sustancias fluidas fácilmente dosificables.

El procedimiento Cr y opel®, descrito en el documento US 4.967.571, el procedimiento Cr y obreak®, descrito en el documento DE 44 19 010 C1 y el procedimiento Cr y ofals®, descrito en el documento DE 43 19 110 C1 son procedimientos conocidos en los que se enfrían muy rápidamente sustancias líquidas introduciéndolas gota a gota en nitrógeno líquido. Este procedimiento de enfriamiento puede conducir a una sustancia peletizada dosificable. Los tamaños de partícula, que están establecidos, están en general en el intervalo de unos pocos milímetros. El enfriamiento siempre se realiza a la temperatura de aproximadamente 77 K, lo cual no es necesario o incluso indeseable en una multiplicidad de aplicaciones.

Además, se conoce un aparato en el que se pone en contacto una sustancia líquida con nitrógeno líquido con el uso de boquillas de dos chorros con el fin de enfriar la sustancia rápidamente. Aquí existe la desventaja de que el producto pueda ser enfriado por el nitrógeno a baja temperatura tan pronto como esté en la boquilla y pueda bloquear esta boquilla.

Otro procedimiento conocido es el procedimiento Variosol®, descrito en el documento EP 1027144 B1, en el cual las sustancias fundidas se mezclan con dióxido de carbono líquido o supercrítico y luego se expanden en una torre de atomización. La expansión provoca el enfriamiento y la atomización de las sustancias líquidas generando polvos finos. El uso de este procedimiento para producir micropartículas adecuadas para fines farmacéuticos, como por ejemplo las descritas en el documento WO 02/051386, tiene la desventaja de la falta de reproducibilidad de los tamaños de partícula y las grandes dimensiones de las mismas. El documento WO-A-03008082 describe un procedimiento en el que una disolución es pulverizada en un depósito y enfriada mediante CO2 líquido.

Descripción de la invención

El objeto de la invención es proporcionar un procedimiento y un aparato mediante los cuales se superan las desventajas de la técnica anterior y mediante los cuales es posible un enfriamiento y una atomización relativamente rápidos de sustancias líquidas o pastosas, en particular incluso cantidades relativamente pequeñas de sustancias líquidas o pastosas que son capaces de ser enfriadas y atomizadas económicamente.

El objeto se consigue mediante un procedimiento, en el cual la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas y carbono gaseoso pasan, a presión, a través de una boquilla y se expanden en una torre de atomización. Simultáneamente, desde otra boquilla, se pulveriza dióxido de carbono líquido en la torre de atomización. El contacto entre las sustancias/mezcla de sustancias líquidas o pastosas pulverizadas y el dióxido de carbono líquido provoca el enfriamiento y la atomización instantáneas de las sustancias o mezclas de sustancias líquidas o pastosas. En la figura 1 se muestra una representación esquemática del procedimiento.

Durante la expansión se forman partículas pequeñas de sustancias/mezcla de sustancias líquidas o pastosas de forma esférica. Esto conduce a una buena reproducibilidad del procedimiento y a un material en partículas finas con un diámetro medio comprendido entre 2 y 100 !m, preferiblemente en intervalos de 5 a 15 !m o de 40 a 80 !m, dependiendo de la boquilla usada. Por otra parte, las partículas son siempre de forma esférica y tienen una estrecha distribución de tamaños de partícula.

Por lo tanto, el objeto principal de la invención es proporcionar un procedimiento para enfriar y atomizar una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas, en el cual una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se combina con dióxido de carbono gaseoso y la mezcla de la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas y dióxido de carbono gaseoso se expande y enfría a continuación entrando en contacto con un flujo de dióxido de carbono líquido y como resultado la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se enfría y atomiza.

Otra ventaja según la invención es que variando las relaciones de flujo de sustancias/mezcla de sustancias líquidas

o pastosas de la primera boquilla y del dióxido de carbono líquido de la otra boquilla, la temperatura final obtenida puede variarse dentro de amplios intervalos.

Se ha previsto que el dióxido de carbono líquido tenga una presión de 6 a 72 bar y una temperatura de 216 a 304 K, preferiblemente una presión de 30 a 70 bar y una temperatura de 230 a 304 K, y particularmente una presión de 50 a 68 bar y una temperatura de 291 a 301 K.

La presión de dióxido de carbono gaseoso en el depósito de almacenamiento está comprendida entre 1 y 10 bar, preferiblemente en un intervalo de 1, 2 y 4, 5 bar. La temperatura del dióxido de carbono gaseoso en el depósito de almacenamiento está normalmente comprendida entre 273 y 304 K, preferiblemente entre 201 y 301 K.

Este procedimiento tiene la ventaja de que pueden sacarse directamente del sistema de suministro, por ejemplo depósitos de baja y media presión o cilindros de dióxido de carbono, un intervalo de presión y de temperatura preferido sin tratamiento posterior con gas.

Según la invención, la mezcla de sustancia/mezcla de sustancias y dióxido de carbono gaseoso y el dióxido de carbono líquido se expanden a una presión de 0 a 60 bar, preferiblemente una presión de 0 a 20 bar, y particular y preferiblemente a aproximadamente 1 bar. La expansión a presión atmosférica (aproximadamente 1 bar) tiene la ventaja de que el llenado puede realizarse directamente en un sistema no presurizado.

Según la invención, la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas y/o el dióxido de carbono gaseoso y/o la mezcla de sustancia/mezcla de sustancias y el dióxido de carbono gaseoso puede alimentarse a al menos una línea calentable o refrigerable. Usando una línea calentable o refrigerable puede controlarse... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para enfriar y atomizar una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas, en el cual una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se combina con dióxido de carbono gaseoso y la mezcla de la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas y dióxido de carbono gaseoso se expande y enfría a continuación entrando en contacto con un flujo de dióxido de carbono líquido, y como resultado la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas se enfría y atomiza y se obtiene un producto en forma de partículas esféricas y en el que el tamaño medio final de las partículas está comprendido en un intervalo entre 2 y 100 !m.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el dióxido de carbono líquido tiene una presión de 6 a 72 bar y una temperatura de 216 a 304 K.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el dióxido de carbono líquido tiene una presión de 30 a 70 bar y una temperatura de 230 a 304 K.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el dióxido de carbono líquido tiene una presión de 50 a 68 bar y una temperatura de 291 a 301 K.

5. El procedimiento según la reivindicación 3, en el cual el dióxido de carbono gaseoso en el depósito de almacenamiento tiene una presión de 1 a 10 bar y una temperatura de 273 a 304 K.

6. El procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la sustancia/mezcla de sustancias líquidas

o pastosas y/o la mezcla de la sustancia/mezcla de sustancias líquidas o pastosas y dióxido de carbono gaseoso es o son alimentadas en al menos una línea calentable o refrigerable.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el tamaño medio final de las partículas está comprendido en un intervalo entre 40 y 80 !m.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el cual el tamaño medio final de las partículas está comprendido en un intervalo entre 5 y 15 !m.

9. El procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual la sustancia/mezcla de sustancias líquidas

o pastosas se mezcla con el dióxido de carbono gaseoso en el depósito de almacenamiento por medio de un agitador dispuesto en tal depósito.

10. Un aparato para enfriar una sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas, el cual comprende:

(i) Un depósito de almacenamiento para la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas, al cual está asignada una línea, en la cual está dispuesto un dispositivo para transportar la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas.

(ii) Una fuente de dióxido de carbono líquido, a la cual está asignada una línea.

(iii) Una fuente de dióxido de carbono gaseoso, fuente a la cual está asignada una línea, línea que tiene una conexión con la línea que transporta la sustancia/mezcla de sustancias líquidas o pastosas.

(iv) Una cámara de expansión a la que son transportados el dióxido de carbono líquido y la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas mezcladas con el dióxido de carbono gaseoso.

11. El aparato según la reivindicación 10, en el cual un aparato para calentar o enfriar la línea está dispuesto en la línea asignada a la fuente de dióxido de carbono gaseoso.

12. El aparato según la reivindicación 10 u 11, en el que la fuente de dióxido de carbono líquido y gaseoso está contenida en un arcón termostatizado.

13. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 12, en el cual un aparato para calentar o enfriar la línea está dispuesto en la línea asignada al depósito de almacenamiento de la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas.

14. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 13, en el cual un aparato para mezclar está asignado al depósito de almacenamiento de la sustancia o mezcla de sustancias líquidas o pastosas.

15. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 14, en el cual el aparato de expansión tiene dos boquillas y dos válvulas.

16. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 15, en el cual las boquillas y las válvulas tienen un revestimiento aislante.

17. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 16, en el cual el la boquilla es una boquilla de flujo capilar o

una boquilla de pulverización (nebulización) .

18. El aparato según una de las reivindicaciones 10 a 17, en el cual la válvula es una válvula de apertura/cierre o una válvula de control.

19. El uso del procedimiento según la reivindicación 1 ó del aparato según la reivindicación 10, para pulverizar, 5 peletizar, granular y cristalizar.

20. El uso del procedimiento según la reivindicación 1 ó del aparato según la reivindicación 11, para la producción de micropartículas para usos farmacéuticos.

21. El uso del procedimiento según la reivindicación 1 ó del aparato según la reivindicación 10, en el que las micropartículas contienen una o más sustancias terapéuticas activas.