Un filtro (20) de tambor rotativo por presión diferencial que comprende:

un tambor (22) capaz de rotar sobre un eje de rotación (24), incluyendo dicho tambor (22) al menos una pared (40) que tiene una superficie interior (38), que define al menos parcialmente una cámara interior (36), y una superficie exterior (28), incluyendo dicha pared al menos una abertura para permitir el paso de fluido desde el exterior del tambor hasta dicha cámara interior;

un mecanismo impulsor para hacer rotar dicho tambor sobre dicho eje de rotación;

una fuente de presión diferencial para proporcionar una presión más baja en dicha cámara interior que en el exterior de dicho tambor;

un recipiente (32) para contener un medio (34) de muestra que tiene unos componentes que han de ser separados, estando situado dicho recipiente con respecto a dicho tambor de manera que, en funcionamiento, dicho tambor sea rotado sobre dicho eje de rotación y al menos una porción de una capa (30) de medio filtrante aplicada sobre la superficie exterior de dicho tambor rote dentro del recipiente para contactar con un medio de muestra dispuesto dentro del recipiente;

un raspador (46) adaptado para estar situado adyacente a dicho tambor para raspar una capa (30) de medio filtrante (56) de dicho tambor; y

un aplicador (54) adaptado para estar situado adyacente a dicho tambor entre dicho raspador y dicho recipiente, detrás de dicho raspador en la dirección en la que dicho tambor es rotado durante el funcionamiento, para dirigir el medio filtrante (56) hacia dicha superficie exterior (28) para formar una capa (30); y

caracterizado porque:

el dispositivo raspador está situado para contactar con el medio filtrante entre unos 180º y unos 270º alrededor del eje de rotación una vez que el medio filtrante ha rotado y salido del medio de muestra; y

el filtro de tambor rotativo por presión diferencial comprende adicionalmente un medio para hacer funcionar simultáneamente dicho raspador y dicho aplicador de manera que, en funcionamiento, dicho aplicador dirige una capa de medio filtrante hacia dicha superficie exterior para formar una nueva capa de medio filtrante sobre una porción de la superficie exterior justo antes de que dicha porción entre en el medio de muestra contenido en el recipiente, y de manera que, al mismo tiempo, dicho raspador raspe una capa de medio filtrante de dicho tambor

Filtro de tambor rotativo por presión diferencial de funcionamiento continuo, procedimientos y sistemas.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un filtro de tambor rotativo por presión diferencial y a un procedimiento para separar componentes de una muestra que contenga los componentes a separar usando tal filtro. Algunas realizaciones de la presente invención pueden formarse como un filtro de tambor rotativo por vacío para recuperar las enzimas de un caldo de fermentación. Algunas realizaciones de la presente invención también pueden aplicarse a sistemas de filtración y procedimientos de filtrado usando tales sistemas.

Los filtros de tambor rotativo por vacío se usan para separar los componentes de un medio de muestra. Típicamente, se gira el filtro de tambor rotativo por vacío de manera que una porción del tambor pase a través de un recipiente que contiene un medio de muestra. El líquido filtrado a través del tambor se arrastra o se colecta desde el interior del tambor. Otros componentes del medio de muestra, por ejemplo, los componentes más grandes que no pasan a través del filtro, típicamente permanecen sobre una capa de medio filtrante que se ha aplicado sobre la superficie exterior del tambor. A medida que el tambor gira a través de un medio de muestra a filtrar y después sale del mismo, una fina capa del medio filtrante junto al medio de muestra que no ha pasado a través del tambor es raspada de la superficie exterior del tambor con una cuchilla raspadora, dejando una capa más fina de medio filtrante. La capa más fina de medio filtrante sobre la superficie exterior pasa entonces a través del medio de muestra para filtrar más liquido a través del tambor. Con cada revolución del tambor, la cuchilla raspadora se acerca más al tambor y la capa de medio filtrante se vuelve más y más fina. Con frecuencia, debe pararse el tambor, debe retirarse el medio filtrante, y debe aplicarse una nueva capa de medio de muestra de grosor completo a la superficie exterior del tambor.

Existe la necesidad de un filtro de tambor rotativo por vacío que no precise parar continuamente la operación de filtrado para reconstruir la capa del medio filtrante sobre la superficie exterior del tambor.

En los procesos de recuperación de enzimas que usan filtros de vacío a tambor rotativo, la velocidad del proceso se ejecuta a un ritmo lento para maximizar la cantidad de enzimas recuperadas de un caldo de fermentación. El tratamiento a alta velocidad resulta en una recuperación incompleta y el medio filtrante y el medio de muestra raspados del tambor típicamente incluyen una gran cantidad de enzimas de desecho. Existe una necesidad adicional de un proceso de recuperación de enzimas que use un filtro de tambor rotativo por vacío que pueda funcionar a alta velocidad y recuperar eficientemente cantidades más completas de enzimas a partir de un caldo de fermentación.

Un dispositivo de filtro que tiene una combinación de características que están dentro del alcance del preámbulo de la Reivindicación 1 está descrito en el documento FR-A-1 165 054.

Resumen de la presente invención

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un filtro de tambor rotativo por presión diferencial que comprende: un tambor capaz de rotar sobre un eje de rotación, incluyendo dicho tambor al menos una pared que tiene una superficie interior que define al menos parcialmente una cámara interior, y una superficie exterior, incluyendo dicha pared al menos una abertura para permitir el paso de fluido desde el exterior del tambor hasta dicha cámara interior; un mecanismo impulsor para hacer rotar dicho tambor sobre dicho eje de rotación; una fuente de presión diferencial para proporcionar una presión más baja en dicha cámara interior que en el exterior de dicho tambor; un recipiente para contener un medio de muestra que tenga unos componentes a separar, estando situado dicho recipiente con respecto a dicho tambor de manera que, en funcionamiento, dicho tambor rote sobre dicho eje de rotación y al menos una porción de una capa de medio filtrante aplicada a la superficie exterior de dicho tambor rote dentro del recipiente para contactar con un medio de muestra dispuesto dentro del recipiente; un raspador adaptado para estar situado adyacente a dicho tambor para raspar una capa de medio filtrante de dicho tambor; y un aplicador adaptado para estar situado adyacente a dicho tambor entre dicho raspador y dicho recipiente, detrás de dicho raspador en la dirección en la que dicho tambor rota durante el funcionamiento, para dirigir el medio filtrante hacia dicha superficie exterior para formar una capa; caracterizado porque el dispositivo raspador está situado para entrar en contacto con el medio filtrante a unos 180º hasta unos 270º alrededor del eje de rotación una vez que el medio filtrante rota y sale del medio de muestra; y el filtro de tambor rotativo por presión diferencial comprende adicionalmente un medio para hacer funcionar simultáneamente dicho raspador y dicho aplicador de manera que, en funcionamiento, dicho aplicador dirige una capa de medio filtrante hacia dicha superficie exterior para formar una capa fresca de medio filtrante sobre una porción de la superficie exterior justo antes de que dicha porción entre en el medio de muestra contenido en el recipiente, y de manera que, al mismo tiempo, dicho raspador raspe una capa de medio filtrante de dicho tambor.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para separar componentes de una muestra que contenga los componentes a ser separados, comprendiendo dicho procedimiento: hacer rotar el tambor de un filtro de tambor rotativo por presión diferencial sobre un eje de rotación, incluyendo dicho tambor al menos una pared que tiene una superficie interior que define al menos parcialmente una cámara interior, y una superficie exterior, incluyendo dicha pared al menos una abertura para permitir el paso de fluido desde el exterior del tambor hasta dicha cámara interior, incluyendo adicionalmente dicho tambor una capa de un medio filtrante aplicada a la superficie exterior de dicha pared y cubriendo dicha al menos una abertura, dicha capa del medio filtrante separando los componentes que pueden pasar a través de dicha capa y dicha al menos una abertura de los componentes que no pueden pasar a través de dicha al menos una abertura; causar un presión diferencial de manera que la presión dentro de dicha cámara interior sea menor que la presión fuera del tambor; poner en contacto la capa del medio filtrante con un medio de muestra que tenga componentes a separar mediante la rotación de dicho tambor sobre su eje de rotación de manera que se introduzca al menos una porción de la capa del medio filtrante aplicada a la superficie exterior del tambor en el recipiente que contiene el medio de muestra, para poner así en contacto el medio filtrante con el medio de muestra dispuesto dentro del recipiente, de manera que el presión diferencial fuerce a los componentes que puedan pasar a través de dicha capa y a través de dicha al menos una abertura a separarse de los componentes que no pueden pasar a través de dicha capa; caracterizado porque se raspa al menos una porción de dicha capa de medio filtrante de dicho tambor desde unos 180º hasta unos 270º alrededor del eje de rotación una vez que el medio filtrante haya rotado y salido del medio de muestra; y aplicar un medio filtrante a dicha superficie exterior posteriormente a dicho raspado para formar una capa fresca de medio filtrante justo antes de que dicho medio filtrante entre posteriormente en contacto con dicho medio de muestra, en el cual dichos pasos de raspado y aplicación se llevan a cabo simultáneamente.

Las realizaciones de la presente invención pueden proporcionar un filtro de tambor rotativo por presión diferencial que incluye un dispositivo para renovar continuamente una capa de medio filtrante en la superficie exterior del tambor de manera que no sea necesario detener la operación de filtrado para renovar o reconstruir el medio filtrante. Las realizaciones de la presente invención también son capaces de proporcionar un sistema de filtrado que emplee al menos un filtro de tambor rotativo por presión diferencial de acuerdo con la presente invención y al menos otro filtro de tambor rotativo. Las realizaciones de la presente invención también son capaces de proporcionar un procedimiento de recuperación de enzimas en el cual un alto porcentaje de enzimas recuperables es recuperado a partir de un caldo de fermentación durante un proceso multietapas a alta velocidad. Una realización adicional descrita se refiere a un kit de aplicación...

1. Un filtro (20) de tambor rotativo por presión diferencial que comprende:

caracterizado porque:

2. El filtro de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un medio filtrante (30) aplicado a la superficie exterior (28) de dicho tambor (22) como una capa que puede ser raspada de dicha superficie exterior, siendo capaz dicho medio filtrante de cubrir dicha al menos una abertura y de separar los componentes que pueden pasar a través de dicha capa y a través de dicha al menos una abertura de los componentes que no pueden pasar a través de dicha capa.

3. El filtro de la reivindicación 1, en el cual dicho aplicador (54) y dicho raspador (46) están fijados el uno con respecto del otro mediante un medio de montura que mantiene dicho aplicador a una distancia constante de la superficie exterior de una capa de medio filtrante raspada por dicho raspador.

4. Un sistema de filtro que comprende al menos dos filtros (64, 66) de tambor rotativo por presión diferencial, estando cada uno de dichos filtros de tambor rotativo por presión diferencial de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Un procedimiento para separar componentes (42, 44) de un medio (34) de muestra que contenga componentes para ser separados, comprendiendo dicho procedimiento:

caracterizado porque:

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicha aplicación comprende pulverizar un compuesto de dicho medio filtrante (56) sobre la superficie exterior (28) de dicho tambor rotativo (22) o sobre una capa existente de medio filtrante sobre la superficie exterior de dicho tambor rotativo.

7. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicha aplicación comprende pulverizar dicho medio filtrante (56) desde una boquilla (54) que combina gas presurizado (124) procedente de un conducto (90) de gas presurizado con un medio (122) filtrante presurizado procedente de un conducto (92) del medio filtrante presurizado para formar una pulverización.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el cual dicho conducto (92) del medio filtrante presurizado está dispuesto dentro de dicho conducto (90) de gas presurizado.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, en el cual dicha boquilla (54) incluye una placa de orificio (108) que tiene una parte trasera en contacto con el medio filtrante (122) que fluye a través de dicho conducto (92) del medio filtrante presurizado, una parte frontal opuesta a dicha parte trasera, y una abertura (112) a través de dicha placa para permitir el paso a través de dicha boquilla del medio filtrante procedente de dicho conducto del medio filtrante presurizado.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el cual el medio filtrante (122) fluye a través de dicho conducto (92) del un medio filtrante presurizado en una dirección sustancialmente tangencial a la parte trasera de dicha placa de orificio (108).

11. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicho medio (34) de muestra comprende al menos una encima y al menos otro componente a ser separado de dicha al menos una encima.

12. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicho recipiente (32) contiene un medio (34) de muestra y dicho medio de muestra comprende un caldo de fermentación.

13. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicho medio (34) de muestra contiene tierra diatomácea.

14. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicho raspador (46) raspa una capa de medio filtrante en dicha superficie exterior (28) al tiempo que deja una capa de medio filtrante sobre dicha superficie exterior.

15. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual dicho aplicador (54) y dicho raspador (46) están fijados el uno con respecto del otro y dicho raspador está fijado en relación con dicho tambor (22) de manera que dicho raspador mantiene dicho aplicador a una distancia fija de la capa (30) de medio filtrante restante después de que dicho raspador haya raspado dicha capa de medio filtrante.

16. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente un medio filtrante (70) raspado de dicho filtro a modo de un medio de muestra, un medio filtrante, o ambos, para un segundo filtro (66) de tambor rotativo por presión diferencial.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el cual se recircula un medio filtrante (70) entre dicho segundo filtro (70) de tambor rotativo por presión diferencial y uno o más filtros (64) de tambor rotativo por presión diferencial diferentes.

18. Un procedimiento para separar componentes de una muestra que contiene componentes para ser separados, comprendiendo dicho procedimiento al menos dos etapas, en el cual cada una de dichas etapas comprende llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 17, y en el cual cada etapa se lleva a cabo usando un filtro de tambor rotativo por presión diferencial (64, 66) diferente.