Supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólido y procedimiento de extracción del mismo.

Supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólido y procedimiento de extracción del mismo.

Supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólidos, comprendiendo dicha supercentrífuga: una cámara o rotor de clarificación de líquidos y un émbolo situado en el interior de la cámara que la recorre para el vaciado del sólido, estando el émbolo en su recorrido de ida a lo largo de la cámara accionado mediante la inyección de un fluido a presión que empuja el émbolo, en el que la supercentrífuga dispone de un medio de generación de vacío para provocar el movimiento de retorno del citado émbolo a lo largo de la cámara.

Supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólido y procedimiento de extracción del mismo.

La presente invención hace referencia a una supercentrífuga de rotor tubular para clarificación de un líquido, o separación de dos líquidos no miscibles y un sólido, que presenta un sistema de descarga automática del sólido retenido.

La presente invención es de especial aplicación a las supercentrífugas. Se entiende por supercentrífuga una centrífuga cuyo factor centrífugo se encuentra entre 15.000 y 20.000 g.

Son conocidas supercentrífugas de rotor tubular para la decantación de partículas sólidas (clarificación del líquido) , en las que el sólido es retenido en el interior del rotor y debe extraerse periódicamente de forma manual.

Dichas supercentrífugas clarifican y separan líquidos con bajo contenido de sólido y trabajan en continuo hasta que el sólido retenido llena el rotor. En ese momento, debe procederse al paro de la máquina y desmontaje del rotor con utillajes previstos al efecto para el vaciado manual del rotor o con elementos de limpieza, fuera de la máquina.

Para el vaciado de las supercentrífugas conocidas es preciso realizar operaciones de vaciado manual del sólido, que requieren la intervención de personal especializado y no evitan el contacto del operador con productos API (Ingredientes Farmacéuticos Activos) , Super-API, peligrosos, etc., o se disponen procedimientos de vaciado mediante el rascado del producto, con accionamientos mecánicos externos.

Por tanto, resulta conveniente la automatización del proceso de vaciado del sólido retenido en el rotor en cada ciclo de supercentrifugación, es decir, cuando el rotor se llena de sólido en el interior de la propia centrífuga.

El documento de Patente PCT WO03/086641 da a conocer una supercentrífuga automática de extracción de sólido retenido mediante un émbolo accionado desde el exterior, por uno o más cilindros, de manera intrusiva: un objeto exterior al rotor entra en la cámara para empujar el émbolo. En consecuencia, resulta especialmente inconveniente en aplicaciones particulares debido a la posible contaminación que supone la utilización de un elemento externo para realizar el empuje sobre el émbolo.

Disponer de una supercentrífuga con vaciado no intrusivo automático del sólido, facilita los procesos de vaciado del sólido, limpieza y esterilización de todas las partes en contacto con el producto, sin ninguna operación de apertura de la máquina y de desmontaje del rotor. Al no intervenir elementos externos ni personal, se garantiza tanto el trabajo estéril como la seguridad de este personal.

El documento de Patente española ES2403140A2 da a conocer una supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólidos, en el que el émbolo está dispuesto en el interior del rotor y es accionado mediante la inyección de aire o gas a presión en sus movimientos a lo largo del rotor, tanto de ida para vaciar el sólido como de vuelta para iniciar un nuevo ciclo. Comprende un complejo sistema de salidas y entradas de la cámara.

Esta supercentrífuga presenta la ventaja de carecer de elementos intrusivos, puesto que el pistón no es accionado mediante un medio mecánico, sino por medios neumáticos. Sin embargo, sigue siendo una necesidad simplificar la construcción de la centrífuga, en especial el accionamiento del émbolo, la extracción del líquido sobrenadante antes de la extracción del sólido y la propia extracción del mismo.

Para conseguir dicho objetivo, la presente invención comprende una supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólidos, comprendiendo dicha centrífuga:

una cámara o rotor de clarificación de líquidos;

y un émbolo situado en el interior del rotor que lo recorre para el vaciado del sólido después del ciclo de clarificación y llenado;

estando el émbolo en su recorrido de ida a lo largo del rotor accionado mediante la inyección de un fluido a presión que empuja el émbolo;

caracterizado porque la supercentrífuga dispone de un medio de generación de vacío para provocar el movimiento de retorno del citado émbolo a lo largo de la cámara con una gran simplificación del equipo.

Preferentemente, su eje dispone de un pasaje o canal por el que se aplica la presión para el recorrido de ida del émbolo (vaciado del sólido) , y el vacío para su recorrido de vuelta. También preferentemente, el cabezal inferior de la misma carece de cierre hermético, con una definitiva simplificación de la máquina.

El émbolo dispone de una válvula central única que da acceso a un conducto o conductos que atraviesan el émbolo para permitir el paso del líquido clarificado, libre de sólidos. Preferentemente, dicha válvula se encuentra abierta cuando el émbolo se dispone en su inicio de recorrido de ida y dispone de un muelle que provoca su cerrado cuando el émbolo es empujado por el fluido a presión para vaciar el sólido.

De manera ventajosa, el fluido a presión es aire libre de pirógenos.

Preferiblemente, el citado émbolo y el rotor o cámara están hechos de un material inerte, por ejemplo, acero inoxidable con los correspondientes elementos de sellado y estanqueidad que se ajustan a la superficie interna del rotor.

Adicionalmente, la supercentrífuga puede disponer de una camisa tubular de refrigeración y/o calefacción por el exterior de la cámara.

Preferentemente, el rotor comprende en su zona inferior una única salida para la salida del líquido sobrenadante y para el sólido separado.

Más preferentemente, el cabezal inferior comprende una salida tubular para el líquido sobrenadante, siendo dicho cabezal practicable para permitir la salida del sólido directamente del rotor, sin pasar por la citada salida tubular.

De manera preferible, dispone de un sistema de circuitos de limpieza/esterilización in situ, CIP (clean in place) y SIP (steam in place) .

Más preferiblemente, el sistema de circuitos de limpieza/esterilización in situ comprende sprays situados fuera de la cámara.

La supercentrífuga objeto de la presente invención resulta de utilidad para la clarificación y separación de líquidos, especialmente líquidos de bajo contenido en sólidos. La supercentrífuga objeto de la presente invención trabaja en continuo con evacuación del líquido clarificado por la salida superior del rotor hasta su llenado de sólido.

De manera típica, cuando el volumen de sólido contenido en la supercentrífuga llega a un determinado nivel (o lo que es lo mismo, alcanza un determinado volumen) se produce el paro automático de la supercentrífuga y se inicia el proceso de vaciado automático del líquido sobrenadante y del sólido retenido.

Para ello, una vez se ha parado completamente la rotación de la supercentrífuga, se efectúa el desplazamiento del émbolo rotatorio hacia la parte inferior. La parte inferior de la supercentrífuga dispone de un orificio de salida de sólidos. Previamente se puede haber vaciado el líquido sobrenadante por gravedad por el mismo orificio inferior del rotor.

Durante el desplazamiento del émbolo mediante aire comprimido (o gas al efecto) se realiza el barrido de las paredes del cilindro rotatorio.

El retorno del émbolo a la posición superior, que es la posición normal de trabajo cuando la supercentrífuga se encuentra girando, se realiza, de manera característica, de acuerdo con la presente invención, mediante la aplicación de vacío en cara superior del émbolo.

El aire o gas a presión es introducido a través del eje de la supercentrífuga. El vacío se efectúa por la misma vía.

La aplicación del vacío para el retorno del émbolo a la posición de trabajo superior evita la necesidad de proveer a la centrífuga del cierre hermético del cabezal inferior de la máquina, tal y como ocurre en el estado de la técnica conocido. Dicho cierre resulta necesario para aplicar una presión antagónica, es decir, de efecto opuesto a la que provoca la bajada del émbolo, con objeto de retornar el émbolo a su posición superior de trabajo.

Otra ventaja de la presente invención es la posibilidad de disponer de una sola válvula central en el émbolo, con muelle de acción antagonista que permite el paso del líquido clarificado (es decir, libre de sólidos) hacia los colectores de salida, a través del conducto o conductos del émbolo.

Preferentemente, la presente invención prevé un sistema de electroválvulas para el gobierno automático de la supercentrifugación (clarificación o separación y clarificación) , vaciado de sólido y retorno del émbolo a la posición superior.

Preferentemente,...

1. Supercentrífuga con dispositivo no intrusivo de extracción de sólido, comprendiendo dicha centrífuga:

una cámara o rotor de clarificación de líquidos;

y un émbolo situado en el interior del rotor que lo recorre para el vaciado del sólido después del ciclo de clarificación y llenado;

estando el émbolo en su recorrido de ida a lo largo del rotor accionado mediante la inyección de un fluido a presión que empuja el émbolo;

caracterizada porque la supercentrífuga dispone de un medio de generación de vacío para provocar el movimiento de retorno del citado émbolo a lo largo del rotor.

2. Supercentrífuga, según la reivindicación 1, caracterizada porque su eje dispone de un pasaje por el que se aplica la presión para el recorrido de ida del émbolo y el vacío para su recorrido de vuelta.

3. Supercentrífuga, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el cabezal inferior de la misma presenta un cierre no hermético.

4. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el émbolo dispone de una válvula central única que da acceso a un conducto o conductos que atraviesan el émbolo para permitir el paso del líquido clarificado, libre de sólidos.

5. Supercentrífuga, según la reivindicación 4, caracterizada porque dicha válvula se encuentra abierta cuando el émbolo se dispone en su inicio de recorrido de ida y dispone de un muelle que provoca su cerrado cuando el émbolo es empujado por el fluido a presión para vaciar el sólido.

6. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el fluido a presión es aire

o gases libres de pirógenos.

7. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el citado émbolo y el rotor

o cámara están hechos de un material inerte, por ejemplo, acero inoxidable con los correspondientes elementos de sellado y estanqueidad que se ajustan a la superficie interna del rotor.

8. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque por el exterior del rotor dispone de una camisa tubular de refrigeración y/o calefacción.

9. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor comprende en su zona inferior una única salida para la salida del líquido sobrenadante y para el sólido.

10. Supercentrífuga, según la reivindicación 9, caracterizada porque el cabezal inferior comprende una salida tubular para el líquido sobrenadante, siendo dicho cabezal practicable para permitir la salida del sólido directamente del rotor, sin pasar por la citada salida tubular.

11. Supercentrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dispone de un sistema de circuitos de limpieza/esterilización in situ.

12. Supercentrífuga, según la reivindicación 10, caracterizada porque el sistema de circuitos de limpieza/esterilización in situ comprende al menos un spray situado fuera del rotor.

13. Procedimiento para la extracción automática de sólidos en una supercentrífuga con al menos una salida de sólidos que comprende las etapas de:

-clarificación-separación de líquido;

-vaciado o drenaje del líquido sobrenadante;

- vaciado de sólido mediante émbolo;

-descenso del émbolo para el vaciado del sólido y retorno a su posición inicial;

en el que en la etapa de vaciado o drenaje se detiene la rotación del rotor (cámara de clarificación-separación) y se abre una salida de líquido residual;

en el que se inyecta aire o gas comprimidos a presión haciendo que el émbolo empuje los sólidos dispuestos en las paredes del rotor a través de la salida de sólido inferior;

caracterizado porque en la etapa de reposición se efectúa un vacío en el rotor para que el émbolo retorne a su posición inicial como consecuencia de dicho vacío.

14. Procedimiento, según la reivindicación 13, caracterizado porque para el vaciado de sólido se realiza la apertura de 10 la parte inferior de la cámara.