ES2306085T3 - Unidad de procesado. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para procesar productos (2) en un recipiente de proceso (1), especialmente para cortar/cizallar agrupamientos de productos y/o materiales (3) en partículas más pequeñas y dispersarlas en una masa de producto (4) más o menos líquida o para mezclar en el mismo, unos con otros, productos más o menos líquidos que son difíciles de mezclar, teniendo dicho dispositivo una unidad de accionamiento (11) posicionada fuera del recipiente de proceso (1) y una unidad de procesamiento (12) accionada por la unidad de accionamiento y posicionada dentro del recipiente de proceso, caracterizado porque la unidad de accionamiento (11) acciona la unidad de procesamiento (12) sin un eje, y porque la unidad de procesamiento (12) comprende una parte interior (14) fija y, de forma giratoria alrededor de ésta, una parte exterior (15), teniendo las partes interior y exterior sustancialmente la forma de anillos concéntricos (16, 17) dispuestos con un ajuste estrecho uno al otro y teniendo una pluralidad de cavidades de cizalladura pasantes (18) opuestas unas a otras, y siendo suministrables los productos (2, 3, 4) que deben ser cortados/cizallados y/o mezclados al área del eje central común (20) de los anillos (16, 17) y siendo inducidos a moverse hacia afuera a través de las cavidades de cizalladura mientras son cortados en trozos y a abandonar la unidad de procesamiento (12) a través del anillo (17) de la parte exterior (15), contribuyendo también dicho anillo a hacer girar los productos (2, 3, 4) en el recipiente de proceso (1) alrededor de la unidad de procesamiento (12).
Description
Unidad de procesado.
Esta invención se refiere a una unidad o
dispositivo para procesar productos en un recipiente de proceso,
especialmente para cortar/cizallar agrupamientos de productos y/o
materiales en partículas más pequeñas y dispersarlas en una masa de
producto más o menos líquida o para mezclar en el mismo, unos con
otros, productos más o menos líquidos que son difíciles de mezclar,
teniendo dicho dispositivo una unidad de accionamiento posicionada
fuera del recipiente de proceso y una unidad de procesamiento
accionada por la unidad de accionamiento y posicionada dentro del
recipiente de proceso.
En la industria de procesamiento de líquidos,
tal como la industria alimenticia, de bebidas, farmacéutica y
biotecnológica, han sido utilizados durante muchos años dispositivos
de procesamiento tales como emulsificadores, homogeneizadores y
mezcladores en ciertas etapas del proceso de producción. A menudo,
estos están destinados a cizallar los productos. El propósito de
tal cizalladura es, sobre todo, romper agrupamientos de productos
y/o materiales en partículas más pequeñas y dispersarlas en una masa
de producto más o menos líquida. El propósito también puede ser
mezclar unos con otros productos más o menos líquidos que son
difíciles de mezclar, por ejemplo un líquido con base oleosa con un
líquido con base acuosa.
Una característica común de los dispositivos de
procesamiento del tipo mencionado anteriormente, es que su unidad de
procesamiento está posicionada y opera dentro del recipiente de
proceso mientras que el motor para accionarla está posicionado
afuera del recipiente. La fuerza de accionamiento es transmitida
mediante un eje de accionamiento hecho normalmente de metal, el cual
se extiende a través de la pared del recipiente, ya sea desde la
parte superior o desde la parte inferior del mismo. En ambos casos,
el eje de accionamiento debe estar sellado con sellos rotativos para
impedir fugas entre el entorno del recipiente y el envase formado
por el recipiente.
Hay un problema constante y bien conocido con
este tipo de sellos rotativos, en el sentido de que estos están
constantemente expuestos al desgaste, lo cual da como resultado una
generación de partículas y, sin previo aviso, comienzan a tener
fugas durante el proceso. En la mayoría de los casos, este escape
da como resultado una contaminación microbiana y/o de partículas de
los productos que están siendo procesados y, de este modo, ocasiona
en la mayoría de los casos una pérdida total del lote entero de
producto.
Un problema adicional de los dispositivos de
procesamiento de la técnica anterior es que estos tienen cavidades
ocultas en los prensaestopas y tienen soportes largos del eje de
accionamiento, los cuales prácticamente no pueden ser limpiados
in situ. En muchas aplicaciones, especialmente en la
industria farmacéutica y de biotecnología, este problema puede ser
desastroso si no se tiene cuidado. El problema puede causar
contaminación cruzada de diversos productos infectados entre los
lotes. En la mayoría de los casos esto ocasiona la pérdida del
lote.
El documento
WO-A1-99/36163 describe una unidad
de procesamiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
El principal objetivo de la invención es
proporcionar un dispositivo de procesamiento del tipo expuesto a
modo de introducción, el cual no tiene una transmisión mecánica
directa de fuerza de accionamiento entre la unidad de accionamiento
posicionada exteriormente y la unidad de procesamiento posicionada
interiormente, y cuya unidad de procesamiento rompe en trozos de
forma efectiva y con gran capacidad los productos a ser procesados
mediante una apropiada construcción y diseño de sus componentes.
Dicho dispositivo de procesamiento está definido por las
características de la reivindicación 1.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
dispositivo de procesamiento como el descrito anteriormente, en el
cual todas las partes que están dentro del recipiente de proceso que
entran en contacto con los productos, están diseñados para minimizar
el riesgo de contaminación y de deposiciones, y son fáciles de
limpiar in situ.
Otro objetivo más de la invención es
proporcionar un dispositivo de procesamiento cuyos componentes son
de alta calidad con una larga vida útil pero son fáciles de alcanzar
para su reemplazo si es necesario.
Según la invención, estos y otros objetivos
relacionados son alcanzados mediante un dispositivo de procesamiento
del tipo expuesto a modo de introducción, que está caracterizado
porque la unidad de accionamiento acciona la unidad de procesamiento
sin un eje, y porque la unidad de procesamiento comprende una parte
interior fija y, de forma giratoria alrededor de ésta, una parte
exterior, teniendo las partes interior y exterior sustancialmente la
forma de anillos concéntricos dispuestos con un ajuste estrecho uno
al otro y teniendo una pluralidad de cavidades de cizalladura
pasantes opuestas unas a otras, y siendo suministrables los
productos que deben ser cortados y/o mezclados al área del eje
central común de los anillos y siendo inducidos a moverse hacia
afuera a través de las cavidades de cizalladura mientras son
cortados en trozos y a abandonar la unidad de procesamiento a través
del anillo de la parte exterior, contribuyendo también este anillo a
hacer girar los productos en el recipiente de proceso alrededor de
la unidad de procesamiento.
En una realización preferida de la invención,
las cavidades de cizalladura comprenden orificios circulares, ovales
o formados de otra manera, o ranuras alargadas, a través del anillo
asociado.
Preferentemente, las ranuras son sustancialmente
paralelas y/o inclinadas hacia al eje central del anillo asociado y
se extienden a lo largo de sustancialmente la altura entera del
anillo asociado. Mediante la inclinación de por lo menos las
ranuras del anillo de la parte exterior hacia el eje central de este
anillo, el efecto de corte puede ser incrementado aún más mientras
que, al mismo tiempo, puede proporcionarse una componente de fuerza
hacia abajo sobre el anillo.
En un desarrollo preferido adicional, el anillo
de la parte exterior tiene un extremo libre con un collar sobre el
extremo libre correspondiente del anillo de la parte interior y las
cavidades de cizalladura del anillo de la parte exterior se
extienden preferentemente a través del collar, de este modo
mejorando aún más el efecto de transporte y cizalladura.
Para hacer más compacta y más efectiva la unidad
de procesamiento entera, el anillo de la parte interior puede
constituir ventajosamente una parte de un estator con un cojinete y,
en la misma forma ventajosa, el anillo de la parte exterior puede
constituir una parte de un rotor, el cual está montado de forma
giratoria sobre el cojinete del estator.
En un desarrollo preferido adicional, el rotor y
el anillo asociado pueden ser completamente simétricos alrededor del
eje de rotación y carecer de componentes que se proyectan, tales
como aletas, propulsores, etc., por lo cual se puede hacer girar el
rotor a alta velocidad.
Finalmente, se prefiere más para el
accionamiento de la unidad de accionamiento, sin un eje, de la
unidad de procesamiento, que este accionamiento se produzca mediante
un accionamiento por magneto.
Ahora será descrita con más detalle una
realización de la invención especialmente preferida en la actualidad
con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 es una vista en perspectiva, de
forma oblicua desde arriba y con algunos componentes quitados, de
una realización particularmente preferida de un dispositivo de
procesamiento según la invención;
la Figura 2 es una vista, correspondiente a la
Figura 1, del dispositivo de procesamiento con los componentes
principales de una unidad de procesamiento incluidos en la misma y
separados para verse más claramente, y
la Figura 3, es una vista lateral esquemática de
un recipiente de proceso de cortado con el dispositivo de
procesamiento según las Figuras 1 y 2 montado en la parte inferior
del recipiente.
La Figura 3 ilustra un recipiente de proceso
designado de forma general con 1 y destinado al procesamiento de
productos 2, en el caso mostrado, preferentemente mediante la
cizalladura de los productos 3, por ejemplo en forma de
agrupamientos y/o materiales, en partículas más pequeñas y la
dispersión de las mismas en una masa 4 de producto más o menos
líquida. De forma alternativa, es posible mezclar, de una manera no
mostrada en detalle, en el recipiente de proceso 1, productos más o
menos líquidos que son difíciles de mezclar. Por supuesto, son
concebibles más aplicaciones dentro del alcance del concepto
inventivo.
El recipiente de proceso 1 consiste
convenientemente en un tanque cerrado de metal laminado o algún otro
metal o plástico, preferentemente acero inoxidable o similar. El
recipiente de proceso 1 está posicionado normalmente de forma
vertical y tiene en su parte superior una puerta de boca de
inspección 5 para acceder al interior del recipiente de proceso
para, por ejemplo, el intercambio y limpieza de los componentes
interiores (véase más adelante), etc. El recipiente de proceso 1
tiene también en su parte superior una entrada 6 para suministrar el
producto o productos 3 que serán cortados mediante cizalladura y
dispersados en la masa 4 de producto o mezclados con la misma y, en
la parte inferior, una salida 7 para los productos completamente
procesados.
En la parte inferior del recipiente de proceso 1
hay, a una cierta distancia desde la salida 7, un orificio 8
sustancialmente circular para el montaje de un dispositivo de
procesamiento según la invención, el cual será descrito con más
detalle más adelante y que está designado de forma general con 9.
Una brida 10 perteneciente al dispositivo de procesamiento 9 está
dispuesta en el orificio 8 y está sellada de manera segura contra la
contaminación, convenientemente mediante soldadura, contra el borde
del orificio 8.
El dispositivo de procesamiento 9 está formado
básicamente por dos componentes principales, a saber, una unidad de
accionamiento 11 posicionada afuera del recipiente de proceso 1 y
una unidad de procesamiento 12 accionada por la unidad de
accionamiento y posicionada dentro del recipiente de proceso.
Preferentemente, la unidad de accionamiento 11
tiene la forma de un motor eléctrico 13 cuyo eje de accionamiento,
no visible, se extiende desde la parte exterior del recipiente de
proceso 1 y hacia adentro de la unidad de procesamiento 12 sobre la
parte interior del recipiente de proceso, en cuya unidad de
procesamiento el eje de accionamiento puede girar libremente para
accionar la unidad de procesamiento de una manera que será descrita
más adelante.
En la realización ilustrada y descrita, la
unidad de procesamiento 12 comprende convenientemente una parte 14
interior fija y, de forma giratoria alrededor de la misma, una parte
exterior 15. Las partes interior y exterior 14, 15 están hechas
preferentemente de metal, convenientemente acero inoxidable, o algún
otro material adecuado para este propósito. Las partes interior y
exterior 14, 15 tienen aquí sustancialmente la forma de anillos
interior y exterior 16 y 17 concéntricos, los cuales están
estrechamente ajustados uno al otro. Cada anillo 16, 17 tiene una
pluralidad de cavidades de cizalladura pasantes 18, estando
dirigidas hacia fuera las cavidades de corte pasantes en el anillo
interior 16 hacia las cavidades de corte pasantes 18 en el anillo
exterior 17 de manera tal de formar pares de cizalladura.
Las cavidades de cizalladura 18 de los dos
anillos 16, 17 pueden comprender orificios circulares, ovales o
formados de otra manera o, como en el caso mostrado, comprender
ranuras alargadas 19, a través del anillo asociado.
Estas ranuras 19 de los respectivos anillos 16,
17 son sustancialmente rectas y paralelas unas a otras, siendo las
ranuras del anillo interior 16 sustancialmente paralelas al eje
central 20 del anillo interior, mientras que las ranuras 19 del
anillo exterior 17 están levemente inclinadas, aproximadamente 15º,
con respecto al eje central del anillo exterior 17, el cual coincide
con el eje central 20. En ambos casos, las ranuras 19 se extienden
a lo largo de, sustancialmente, la altura total del anillo asociado
16, 17.
En la realización preferida y mostrada, el
anillo 17 de la parte exterior 15 tiene un extremo libre dirigido
hacia arriba con un collar 21 dirigido hacia adentro sobre el
correspondiente extremo libre del anillo 16 de la parte interior 14.
Las cavidades de cizalladura 18 del anillo 17 de la parte exterior
15 se extienden convenientemente a través del collar 21.
En la realización especialmente preferida, el
anillo 16 de la parte interior 14 consiste en una parte de un
estator 22 que está incluido en la unidad de procesamiento 12 y que
tiene un pivote 23 dirigido hacia arriba y el cual está acoplado de
la manera descrita anteriormente mediante la brida 10 al borde del
orificio 8 y, de este modo, es fijo. En la misma manera preferida,
el anillo 17 de la parte exterior 15 constituye una parte de un
rotor 24 que está incluido en la unidad de procesamiento 12 y que
está libremente montado de forma giratoria sobre el pivote 23 del
estator 22 mediante un cojinete deslizante 25.
Como se mencionó anteriormente, el eje de
accionamiento del motor eléctrico 13 puede girar libremente en la
unidad de procesamiento 12. Más específicamente, el eje de
accionamiento está recibido de forma que puede girar libremente en
una cavidad (no mostrada) en el estator 22 y soporta, directa o
indirectamente, en su extremo exterior libre, una pluralidad de
imanes de accionamiento (no mostrados). Estos imanes de
accionamiento accionan, durante la rotación del eje de accionamiento
producida por el motor eléctrico 13, unos imanes accionados
asociados (no mostrados) montados dentro del rotor 24, mediante un
accionamiento por magneto conectado, de forma tal que el rotor 24,
sin transmisión mecánica directa de fuerza de accionamiento, es
decir, sin eje, se hace girar a la misma velocidad que el eje de
accionamiento.
La unidad de accionamiento 11 no tiene que ser
un motor eléctrico 13 sino que puede, en lugar de eso, ser un motor
de aire comprimido o un motor hidráulico. Por otra parte, allí
puede estar dispuesta entre un tipo opcional de motor y su eje de
accionamiento con los imanes de accionamiento, una caja de cambios
(no mostrada) para la relación de velocidades deseada entre el motor
en cuestión y el rotor 24.
Siendo preferentemente el rotor 24 completamente
simétrico alrededor del eje de rotación y en absoluto sin
componentes que se proyectan tales como aletas, propulsores, etc.,
este puede entonces hacerse girar a alta velocidad.
A una velocidad convenientemente alta del rotor
24, puede crearse allí, en combinación con parámetros tales como la
forma del recipiente de proceso 1, el volumen de producto del mismo,
la viscosidad, etc., un vórtice 26 en la masa de producto 4 desde su
superficie libre en el recipiente de proceso 1 hacia la unidad de
procesamiento 12. Cuando es necesario, este vórtice puede ser
utilizado para acelerar el transporte de los productos 3 que deben
ser cortados en trozos mediante cizalladura y/o mezclados, hacia la
unidad de procesamiento 12.
Para aumentar más el efecto de cizalladura y/o
mezcla de la unidad de procesamiento 12, se disponen
alternativamente uno o más estatores y rotores adicionales uno fuera
del otro en otra realización preferida de la invención que no es
mostrada, es decir, por lo menos un estator adicional similar al
estator 22 es dispuesto de forma fija y concéntrica alrededor del
rotor 24 y por lo menos un rotor adicional similar al rotor 24 es
dispuesto de forma rotativa y concéntrica alrededor del estator
adicional, etc.
La invención no debería considerarse limitada a
las realizaciones preferidas mostradas y descritas y sus variantes,
sino que puede ser modificada de diversas formas dentro del alcance
de las reivindicaciones dependientes.
Claims (7)
1. Un dispositivo para procesar productos (2) en
un recipiente de proceso (1), especialmente para cortar/cizallar
agrupamientos de productos y/o materiales (3) en partículas más
pequeñas y dispersarlas en una masa de producto (4) más o menos
líquida o para mezclar en el mismo, unos con otros, productos más o
menos líquidos que son difíciles de mezclar, teniendo dicho
dispositivo una unidad de accionamiento (11) posicionada fuera del
recipiente de proceso (1) y una unidad de procesamiento (12)
accionada por la unidad de accionamiento y posicionada dentro del
recipiente de proceso, caracterizado porque la unidad de
accionamiento (11) acciona la unidad de procesamiento (12) sin un
eje, y porque la unidad de procesamiento (12) comprende una parte
interior (14) fija y, de forma giratoria alrededor de ésta, una
parte exterior (15), teniendo las partes interior y exterior
sustancialmente la forma de anillos concéntricos (16, 17) dispuestos
con un ajuste estrecho uno al otro y teniendo una pluralidad de
cavidades de cizalladura pasantes (18) opuestas unas a otras, y
siendo suministrables los productos (2, 3, 4) que deben ser
cortados/cizallados y/o mezclados al área del eje central común (20)
de los anillos (16, 17) y siendo inducidos a moverse hacia afuera a
través de las cavidades de cizalladura mientras son cortados en
trozos y a abandonar la unidad de procesamiento (12) a través del
anillo (17) de la parte exterior (15), contribuyendo también dicho
anillo a hacer girar los productos (2, 3, 4) en el recipiente de
proceso (1) alrededor de la unidad de procesamiento (12).
2. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 1, en el cual las cavidades de cizalladura (18)
comprenden orificios circulares, ovales o formados de otra manera, o
ranuras alargadas (19), a través del anillo asociado (16, 17).
3. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 2, en el cual las ranuras (19) son sustancialmente
paralelas y/o inclinadas hacia al eje central (20) del anillo
asociado (16, 17) y se extienden a lo largo de sustancialmente la
altura entera del anillo asociado.
4. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el anillo
(17) de la parte exterior (15) tiene un extremo libre con un collar
(21) sobre el extremo libre correspondiente del anillo (16) de la
parte interior (14) y en el cual las cavidades de cizalladura (18)
del anillo de la parte exterior se extienden a través del
collar.
5. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el anillo
(16) de la parte interior (14) constituye una parte de un estator
(22) con un cojinete (23), y en el cual el anillo (17) de la parte
exterior (15) constituye una parte de un rotor (24), el cual está
montado de forma giratoria sobre el cojinete del estator.
6. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 4, en el cual el rotor (24) es completamente
simétricos alrededor del eje de rotación y carece de componentes que
se proyectan tales como aletas, propulsores, etc., por lo cual se
puede hacer girar el rotor a alta velocidad.
7. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la unidad
de accionamiento (11) acciona el rotor (24) de la unidad de
procesamiento (12) mediante un accionamiento por magneto sin un
eje.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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| ES2306085T3 true ES2306085T3 (es) | 2008-11-01 |
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Family Applications (1)
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