ES2589105T3 - Dispositivo para pulverizar un producto a granel desecado en un aparato de liofilización de productos alimenticios, medicamentos y similares - Google Patents
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Abstract
Aparato de liofilización para productos alimenticios, medicamentos, etc., que comprende un tubo cilíndrico vertical (1) con una camisa exterior (2) para enfriar y suministrar calor al tubo cilíndrico, teniendo el tubo cilíndrico una abertura de descarga (d) prevista en el extremo inferior del tubo cilíndrico y un conducto en el extremo superior del tubo cilíndrico que se comunica con un sistema de aspiración por vacío (VP), estando el aparato dispuesto de manera que puede congelarse material líquido sobre una pared interior (1a) del tubo cilíndrico para formar un cuerpo congelado moldeado (M) de material y de manera que el contenido de humedad del cuerpo congelado moldeado puede sublimarse a continuación en condiciones de vacío para desecar el material líquido mediante liofilización, caracterizado porque en el extremo inferior del tubo cilíndrico está dispuesta una pared inclinada con forma de embudo para retener un borde inferior del cuerpo congelado moldeado en contacto con la superficie superior de la pared inclinada y porque, en una posición por encima de la pared inclinada, está dispuesta una boquilla de chorro (N), estando la abertura de descarga definida en el lado terminal inferior de la pared inclinada y estando dicha boquilla de chorro (N) prevista para expulsar gas a presión con el fin de triturar el cuerpo congelado moldeado de material antes de que éste se descargue por la abertura de descarga.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo para pulverizar un producto a granel desecado en un aparato de liofilizacion de productos alimenticios, medicamentos y similares
Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a una mejora en un dispositivo para pulverizar productos a granel desecados, tales como productos alimenticios, medicamentos, etc. Mas en particular, se refiere a un pulverizador para productos a granel desecados obtenidos a partir de un material lfquido, cuya desecacion se ha completado en un medio de secado para liofilizar productos alimenticios, medicamentos, etc., ajustado en su forma lfquida, sometiendose este a continuacion a un tratamiento de desecacion en una camara de secado (compartimento de desecacion) de un aparato de liofilizacion.
Descripcion del estado actual de la tecnica:
La EP-A-1 267 138, que corresponde al estado actual de la tecnica segun los Art. 54(3) y (4) del CPE, describe un aparato de congelacion que tiene un tubo cilmdrico y una camisa exterior rodeandolo de manera que el material lfquido se congela sobre la pared interior del tubo. El aparato descrito en este documento esta provisto ademas de una camara de recuperacion que tiene unas boquillas dispuestas en la superficie de su pared interior.
La US 5090132 describe un aparato de liofilizacion segun el preambulo de la reivindicacion 1, en el que multiples tubos se extienden a traves de un deposito de un medio de transferencia termica de manera que el material lfquido se congela sobre las paredes interiores de los tubos.
Convencionalmente, la pulverizacion de productos desecados (productos a granel secos) obtenidos a partir de un material lfquido de productos alimenticios, medicamentos, etc. se lleva a cabo normalmente introduciendo el material lfquido ajustado a partir de los materiales de partida en un deposito o recipiente, como una cubeta, etc., colocando despues el deposito y el material lfquido que contiene en la camara de desecacion (compartimento de secado) de un aparato de liofilizacion, para que el material lfquido se congele en el deposito, y proporcionando a continuacion calor de sublimacion al material lfquido congelado bajo condiciones de vacfo, para asf sublimar el contenido de humedad del material. Y, recogiendo posteriormente el vapor de agua en un condensador de fno de tipo descarga por vacfo que se comunica con la camara de desecacion, el material lfquido se somete a liofilizacion. Despues de esto, el producto desecado resultante del material lfquido que ha completado su desecacion se extrae de la camara de secado, de todos y cada uno de los depositos, y este producto desecado se descarga fuera del deposito como un producto a granel desecado, que a continuacion se introduce en un aparato de pulverizacion para reducirlo a un polvo muy fino.
El medio de pulverizacion arriba descrito para el producto desecado obtenido a partir del material lfquido de productos alimenticios, medicamentos, etc., que se ha liofilizado mediante el aparato de liofilizacion, tiene el molesto problema de que, para asegurar que se mantiene el estado esterilizado y evitar un riesgo de contaminacion del producto en polvo deseado, requiere el paso a traves de una etapa de transporte del producto desecado ya seco, junto con el deposito previsto para el mismo, desde la camara de desecacion del aparato de liofilizacion; un paso de extraccion del producto desecado del deposito, tal y como se ha transportado en su configuracion voluminosa; y un paso de introducir el producto a granel desecado, tal y como se ha extrafdo, en la abertura de admision del dispositivo de pulverizacion, habiendo de efectuarse cada paso en un estado aislado de la atmosfera exterior, incluso aunque la carga del material lfquido en la camara de desecacion del aparato de liofilizacion se haya realizado en tal estado aislado de la atmosfera exterior.
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Sin embargo, en realidad, la pulverizacion del producto a granel desecado obtenido del material Ifquido, que ha completado su secado, es casi imposible en vista de la estructura del aparato de liofilizacion. Satisfacer este deseo es casi imposible.
SUMARIO DE LA INVENCION
La presente invencion se ha realizado con vistas a resolver los problemas arriba mencionados, que son inherentes a los medios convencionales, y tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo mejorado que, en esencia, pueda efectuar una pulverizacion del producto a granel desecado obtenido a partir del material lfquido que se ha liofilizado dentro del cuerpo principal del aparato de liofilizacion.
Para lograr el objetivo arriba mencionado, el dispositivo segun la presente invencion se disena en base a los resultados obtenidos de diversos estudios y experimentos relativos al diseno del aparato de liofilizacion, asf como a las formas y propiedades de los productos a granel desecados obtenidos a partir del material lfquido que ha completado su desecacion.
Segun la presente invencion, se proporciona un aparato segun la reivindicacion 1, mas abajo. En las reivindicaciones 2 a 5, mas abajo, se exponen caractensticas preferentes del aparato.
Los resultados y el conocimiento sobre la camara de desecacion del aparato de liofilizacion obtenidos por el presente inventor son tales que, si se construye esta en forma de un tubo cilmdrico vertical en cuya superficie de pared interior se consigue que el material lfquido se congele, formando un cuerpo congelado moldeado de forma cilmdrica hueca, el contenido de agua (humedad) de este cuerpo congelado moldeado se sublima en condiciones de vacm y a continuacion se recoge el vapor mediante un condensador de fno de tipo aspiracion por vacm conectado mediante un conducto al lado terminal superior del tubo, el producto desecado del cuerpo congelado cilmdrico moldeado que ha completado su desecacion dentro del tubo cae facilmente del interior del tubo debido a su peso muerto, y el producto desecado (producto a granel seco) del cuerpo congelado moldeado que ha completado su desecacion dentro del tubo es extraordinariamente quebradizo y puede triturarse facilmente, incluso con un ligero golpe, y reducirse a un polvo fino incluso soplando aire comprimido expulsado por una boquilla de chorro.
Ademas, si en el lado terminal inferior del tubo se dispone en estrecho contacto una pared inclinada con forma de embudo que sujete el cuerpo congelado moldeado, cuya desecacion acaba de completarse por congelacion del material lfquido dentro del tubo, desde abajo con el lado terminal inferior del cuerpo congelado moldeado, mientras que se define una abertura de descarga en el lado terminal inferior de esta pared inclinada y se dispone, en una posicion situada encima de esta pared inclinada, una boquilla de chorro para triturar y pulverizar el cuerpo congelado moldeado mediante una corriente en chorro, de manera que esta corriente en chorro pueda soplarse contra la parte del borde en el extremo inferior del cuerpo congelado moldeado sujeto sobre la pared inclinada con forma de embudo, se consigue como resultado que el cuerpo congelado moldeado caiga debido a la trituracion de su parte terminal inferior, para ser triturado y pulverizado sucesivamente desde el lado terminal inferior, extrayendose de la abertura de descarga el producto pulverizado del cuerpo congelado moldeado.
En este caso, si se preve una boquilla de fluido a presion en el lado terminal superior del tubo o en el lado terminal de base del conducto, de manera que la trituracion y la pulverizacion del cuerpo congelado moldeado puedan realizarse en la corriente de fluido por la presion expulsada por la boquilla de fluido a presion, que sopla en y a traves del tubo hacia la abertura de descarga, se consigue como resultado una gran eficacia en la descarga del producto pulverizado de la abertura de descarga.
Los objetos anteriores, otros objetos y el diseno y el funcionamiento espedficos del dispositivo de pulverizacion para un producto a granel desecado en el aparato de liofilizacion para productos alimenticios, medicamentos,
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etc. segun la presente invencion se desprenden de y se entenderan mejor gracias a la siguiente descripcion detallada del mismo, junto con las figuras adjuntas.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS ADJUNTAS
En las figuras adjuntas:
FIGURA 1: FIGURA 2:
FIGURA 3:
FIGURA 4:
FIGURA 5:
FIGURA 6: FIGURA 7: FIGURA 8: FIGURA 9: FIGURA 10: FIGURA 11:
vista frontal general, parcialmente en seccion transversal longitudinal, de un dispositivo de pulverizacion para un producto a granel desecado en el aparato de liofilizacion para productos alimenticios, medicamentos, etc. no correspondiente a la presente invencion; vista frontal general, parcialmente en seccion transversal longitudinal, de otra forma de realizacion de un dispositivo de pulverizacion para un producto a granel desecado en el aparato de liofilizacion para productos alimenticios, medicamentos, etc. no correspondiente a la presente invencion;
vista frontal general, parcialmente en seccion transversal longitudinal, de otra forma de realizacion mas de un dispositivo de pulverizacion para un producto a granel desecado en el aparato de liofilizacion para productos alimenticios, medicamentos, etc. no correspondiente a la presente invencion;
vista en seccion transversal longitudinal que muestra la parte principal de una forma de realizacion modificada de un dispositivo de pulverizacion no correspondiente a la presente invencion;
vista en seccion transversal longitudinal que muestra la parte principal de otra forma de realizacion modificada de un dispositivo de pulverizacion no correspondiente a la presente invencion;
vista en seccion transversal longitudinal que muestra la parte principal de otra forma de realizacion modificada mas de un dispositivo de pulverizacion segun la presente invencion; vista en seccion transversal longitudinal que muestra, parcialmente, la parte principal de otra forma de realizacion de un dispositivo de pulverizacion segun la presente invencion; proyeccion horizontal que muestra una parte de la forma de realizacion arriba mencionada del dispositivo de pulverizacion mostrado en la FIGURA 7;
vista en seccion transversal longitudinal que muestra la parte principal de otra forma de realizacion mas de un dispositivo de pulverizacion segun la presente invencion; vista en seccion transversal longitudinal que muestra, parcialmente, la parte principal de una forma de realizacion diferente de un dispositivo de pulverizacion segun la presente invencion; vista en seccion transversal longitudinal que muestra, parcialmente, la parte principal de otra forma de realizacion diferente de un dispositivo de pulverizacion segun la presente invencion.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACION PREFERENTES
El dispositivo de pulverizacion para un producto a granel desecado de productos alimenticios, medicamentos, etc. liofilizado segun la presente invencion esta construido de manera que, para que el aparato de liofilizacion deseque el material lfquido formando un producto a granel desecado, se utiliza un aparato de liofilizacion de un tipo donde el material lfquido se congela en una forma cilmdrica sobre la superficie de la pared interior de un tubo cilmdrico vertical y, posteriormente, este material congelado se somete a liofilizacion alimentando calor de sublimacion al material congelado en condiciones de vado, estando el dispositivo de pulverizacion y el aparato de liofilizacion combinados mediante un tubo cilmdrico vertical, que constituye una camara de desecacion para el aparato de liofilizacion.
Concretando la descripcion con referencia a las formas de realizacion mostradas en las figuras adjuntas, el numero de referencia 1 en la FIGURA 1 designa un tubo cilmdrico vertical para congelar el material lfquido en una forma cilmdrica hueca, cuya lmea axial esta definida en una forma cilmdrica vertical.
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Un numero de referencia 2 designa una camisa para enfriar el tubo 1 desde su parte periferica exterior, con el fin de congelar el material lfquido alimentado a este tubo 1 en un cuerpo congelado moldeado M con una forma cilmdrica hueca, y para hacer circular un medio termico destinado a suministrar calor de sublimacion al cuerpo congelado moldeado, estando la camisa conformada como una forma cilmdrica exterior que rodea el tubo 1.
Un numero de referencia 3 designa un conducto para liofilizar el cuerpo congelado moldeado M del material lfquido, que se ha congelado dentro del tubo 1 en una forma cilmdrica hueca, recogiendo y eliminando el vapor sublimado del cuerpo congelado moldeado M, estando el conducto destinado a conectar el taladro interior del tubo 1 con un sistema de aspiracion por vado, que esta equipado con una bomba de vado VP y un condensador de fno CT, y estando el conducto conectado al lado terminal superior del tubo 1 a traves de una valvula 30.
Con este tubo cilmdrico vertical 1, la camisa 2, que rodea la periferia exterior del tubo y esta destinada a la circulacion de un medio termico, y el conducto 3, que se comunica con el sistema de aspiracion por vado que esta conectado al lado terminal superior del tubo 1, el material lfquido vertido en el tubo cilmdrico vertical 1 se congela sobre la superficie de pared interior 1a del tubo 1 en forma de un cuerpo congelado moldeado cilmdrico hueco M. Estos tres componentes constituyen la parte principal de un aparato de liofilizacion W, que esta montado en un bastidor F a instalar en un lugar deseado del aparato. Al mismo tiempo esta montado un recurso para pulverizar el cuerpo congelado moldeado M cuya desecacion se ha completado, constituyendo asf el dispositivo de pulverizacion para el producto a granel desecado en este aparato de liofilizacion.
En el aparato de liofilizacion W con este diseno, el dispositivo para alimentar el material lfquido a su tubo cilmdrico vertical 1 puede seleccionarse de entre cualquiera de los siguientes medios adecuados: es decir, como se muestra con una lmea discontinua en la FIGURA 1, una abertura de alimentacion b que se comunica con el taladro interior del tubo 1 prevista en una posicion situada inmediatamente encima de una valvula V1, cuyo fin es abrir y cerrar una abertura en el lado terminal inferior del tubo 1, y tiene unido, por medio de una valvula V2, el lado situado aguas abajo del conducto de paso de tubo para llevar el material lfquido, con el fin de alimentar el material lfquido al tubo 1 desde esta abertura de alimentacion b, de manera que se empuja el material lfquido hacia arriba, al interior del tubo 1; o, como se muestra con una lmea continua en la FIGURA 1, una boquilla de alimentacion distributiva c para atomizar el material lfquido dispuesta en la parte terminal superior del tubo 1 o en una posicion situada encima de la parte terminal superior del mismo, posicion a la que esta conectado el lado situado aguas abajo del conducto de paso de tubo que lleva el material lfquido a esta boquilla de alimentacion distributiva, atomizandose asf el material lfquido desde la boquilla de alimentacion distributiva c sobre la superficie de pared interior 1a del tubo 1, con lo que el material lfquido puede fluir sucesivamente hacia abajo sobre toda la zona superficial de la pared interior 1a del tubo 1; o, como en la forma de realizacion mostrada en la FIGURA 2, un conducto 40, que tiene la forma de una barra larga y delgada, dispuesto en la parte axial del taladro interior del tubo 1, estando perforadas en su superficie periferica multitud de aberturas de expulsion 41, 41, ...., y estando conectado un conducto de paso de tubo 4 en el lado situado aguas abajo del mismo para llevar el material lfquido, atomizandose asf el material lfquido desde la multitud de aberturas de expulsion 41, 41, ... sobre esencialmente toda la zona superficial de la pared interior 1a del tubo 1. Por supuesto pueden utilizarse otros recursos.
En cuanto el material lfquido alimentado al tubo se congela sobre la superficie de pared interior 1a del tubo 1, enfriado mediante el medio termico que se halla en la camisa 2, formando una capa congelada de un espesor predeterminado, el material lfquido no congelado se extrae por un tubo de descarga de lfquido 5 que se mantiene conectado en una posicion situada encima de la valvula V1, prevista en la parte inferior del tubo 1, haciendo asf que el material lfquido se congele sobre la superficie de pared interior 1a del tubo 1 en forma de un cuerpo congelado moldeado cilmdrico hueco M.
A continuacion se transmite calor de sublimacion a este cuerpo congelado moldeado M desde el medio termico que circula dentro de la camisa 2, para sublimar el contenido de humedad del material, constituyendo asf el
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aparato de liofilizacion W que hace que el material Ifquido se liofilice recogiendo y eliminando el vapor de agua con el uso del sistema de descarga por vacm a traves del conducto 3, que se comunica con este sistema de descarga.
El aparato de liofilizacion W con este diseno define una abertura de descarga d abierta hacia abajo en el lado terminal inferior del tubo cilmdrico vertical 1, y desde esta abertura de descarga d puede obtenerse el cuerpo congelado moldeado M del material lfquido, que se ha liofilizado congelando el mismo dentro del tubo 1.
No es necesario que esta abertura de descarga d este conformada con una configuracion que permita descargar el cuerpo congelado moldeado M tal y como ha quedado congelado y desecado dentro del tubo, sino que, como es el caso de la forma de realizacion mostrada en la figura, puede estar abierta en la pared inferior de una parte cilmdrica de union 10 para conectar la valvula V1, para ensamblarla en el lado terminal inferior del tubo 1, en forma de un agujero pasante que tenga un diametro mucho menor que el diametro interior del tubo, pudiendo estar conectado un tubo de transporte e.
Ademas, en el lado terminal superior del tubo 1 o el lado terminal de base del conducto 3 conectado al tubo, esta prevista una boquilla de fluido a presion n que expulsa aire o gas a presion, introducido desde una bomba de compresion P1 o bomba B y, mediante la expulsion del fluido a presion desde esta boquilla de fluido a presion n, se obliga al fluido a presion a fluir en el taladro interior del tubo 1 hacia la abertura de descarga d situada en el lado terminal inferior, habiendose abierto la abertura de descarga d por la apertura de la valvula V1.
En una disposicion no correspondiente a la presente invencion estan dispuestas, dentro del tubo 1, que adopta este estado, una pluralidad de boquillas de chorro N, N, ... que expulsan una corriente de aire o gas a presion para triturar y pulverizar el cuerpo congelado moldeado M del material lfquido, que se ha congelado y desecado en el tubo 1.
Estas boquillas de chorro N, N, ... pueden estar previstas bien en la parte axial del taladro interior del tubo 1, para expulsar la corriente en chorro desde la posicion axial del cuerpo congelado moldeado cilmdrico hueco M hacia la capa congelada cilmdrica del cuerpo congelado moldeado M, o bien en la superficie de pared interior 1a del tubo 1, para expulsar la corriente en chorro desde el lado periferico exterior del cuerpo congelado moldeado M hacia el cuerpo congelado moldeado M.
Si la boquilla de chorro N esta dispuesta en la parte axial del tubo 1, un conducto 40 en forma de una barra larga y delgada esta provisto de una multitud de aberturas de expulsion 41, 41, ... perforadas en su superficie periferica para alimentar de manera distributiva el material lfquido, como en la forma de realizacion mostrada en la FIGURA 2, y una valvula inversora V3 esta prevista en el conducto de paso de tubo 4 del material lfquido y conectada al conducto 40 y tiene conectada una bomba de compresion P1 o bomba B llena de aire o gas a presion, para hacer que el aire o gas a presion sea expulsado por las aberturas de expulsion 41, 41, ... por el accionamiento de la valvula inversora V3, haciendo que las aberturas de expulsion 41,41, ..., que son la boquilla para la alimentacion distributiva del material lfquido, se utilicen conjuntamente con las boquillas de chorro N, N, .... Tal disposicion es posible y factible.
Si las boquillas de chorro N, N, ... se disponen en el lado de la superficie de pared interior 1a del tubo 1, los cuerpos principales de boquilla 60, 60, ... que se deben conectar a una fuente de presion del aire o gas a presion se acoplan a la camisa 2 que rodea la periferia exterior del tubo 1, como en la forma de realizacion mostrada en la FIGURA 2, haciendose que la abertura de boquilla que se ha de prever en el lado terminal delantero del tubo 1 mire hacia el taladro interior del tubo 1 gracias a un agujero pasante perforado en la pared cilmdrica del tubo 1, obteniendose asf la abertura de boquilla en la superficie de pared interior 1a del tubo 1. A continuacion se hace que la direccion de expulsion de la corriente en chorro desde la abertura de la boquilla de chorro N este sesgada tangencialmente con respecto a la superficie de pared interior 1a del tubo 1.
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De este modo, las boquillas de chorro N, N, ... previstas en el lado de la superficie interior del tubo cilmdrico vertical 1, que constituye la camara de desecacion del aparato de liofilizacion, funcionan al abrirse la valvula V1 en el lado terminal inferior del tubo 1 cuando el cuerpo congelado moldeado M del material lfquido, que se ha congelado en el tubo 1, completa su liofilizacion, accionandose esta boquilla de chorro N en un estado en que la boquilla de fluido a presion esta accionada por la apertura de la abertura de descarga d mediante la apertura de la valvula V1, situada en el lado terminal inferior del tubo 1, con lo que el cuerpo congelado moldeado cilmdrico M, que esta liofilizado dentro del tubo, va siendo triturado y pulverizado dentro del tubo 1 sucesivamente por la corriente en chorro expulsada desde la boquilla de chorro N. El producto pulverizado resultante se descarga por la abertura de descarga junto con el fluido a presion.
En este momento, el tubo de transporte e esta conectado a la abertura de descarga d, como se muestra en la forma de realizacion ilustrada, el producto pulverizado es transportado mediante aire al lugar deseado. El lado terminal delantero del tubo de transporte e se comunica con una abertura de admision de un pulverizador 71 equipado con un ciclon 70, o con una abertura de admision 73 del ciclon 70, y hace asf posible extraer el producto pulverizado por la abertura de extraccion 74 del ciclon 70 separando el producto pulverizado del fluido a presion.
A proposito, hemos de mencionar los numeros de referencia de las partes constituyentes del aparato de liofilizacion segun la presente invencion. Es decir, en las FIGURAS 1 y 2, un numero de referencia 2a designa un refrigerador; un numero de referencia 2b designa un intercambiador de calor para el medio termico que debe circular en y a traves de la camisa 2; un numero 2c se refiere a una via de circulacion del medio termico; y un numero 2d indica un dispositivo de calefaccion. Ademas, un numero de referencia t1 designa un deposito para recuperar lfquido no congelado extrafdo de un tubo de descarga de lfquido 5; y P2 se refiere a una bomba para bombear el lfquido no congelado recuperado al segundo deposito t2 y almacenarlo en el mismo.
La FIGURA 3 muestra una forma de realizacion diferente, que tampoco corresponde a la presente invencion. En esta forma de realizacion, una camara cilmdrica 8 esta conectada al lado terminal inferior del tubo cilmdrico vertical 1 y tiene definida en su parte inferior una abertura de descarga d, con lo que el aire a presion soplado desde la boquilla de fluido a presion n prevista en el lado del conducto 3 se descarga por la abertura de descarga d pasando a traves del taladro interior del tubo 1 y posteriormente por la camara 8. Ademas, en esta forma de realizacion, la prevision en la superficie de pared interior de esta camara 8 de la boquilla de chorro N para la trituracion y la pulverizacion del cuerpo congelado moldeado M, que se ha liofilizado en el tubo 1, hace posible triturar y pulverizar el cuerpo congelado moldeado M por la corriente en chorro procedente de la boquilla de chorro N dentro de esta camara 8, que esta conectada al lado terminal inferior de este tubo 1.
La forma de realizacion mostrada en la FIGURA 3 esta disenada, sin diferencias con respecto a la forma de realizacion precedente, de manera que la parte de cuerpo principal a del aparato de liofilizacion W para liofilizar el cuerpo congelado moldeado M en condiciones de vado (alimentandose el cuerpo congelado moldeado M al tubo 1) se compone del tubo cilmdrico vertical 1, la camisa 2 que rodea la periferia exterior del tubo 1 y esta prevista para hacer circular el medio termico y el conducto 3 que se comunica con el sistema de descarga por vado y esta conectado al lado terminal superior del tubo 1; de manera que el medio de alimentacion distributiva para alimentar el material lfquido al tubo 1 esta incorporado en este cuerpo principal a del aparato de liofilizacion W; y de manera que la boquilla de fluido a presion n expulsa el fluido a presion de forma que este fluya dentro del tubo 1 desde arriba hacia la abertura de descarga d.
Un numero de referencia 8 designa la camara cilmdrica conectada al lado terminal inferior del tubo 1. Esta conexion de la camara 8 se consigue uniendo una mordaza de conexion conformada en el lado terminal superior de esta camara con una mordaza de conexion conformada en el lado terminal inferior del tubo 1. Entre estas mordazas de conexion esta dispuesto un cilindro de conexion 80 de poca longitud a modo de espaciador. La superficie de pared interior de este cilindro de conexion 80 tiene un elemento de retencion S que impide que
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el cuerpo congelado moldeado M, congelado y desecado dentro del tubo 1, caiga por deslizamiento en la camara 8.
Este elemento de retencion S esta formado por un diafragma que se deforma de su posicion o estado indicado con la lmea de trazo continuo en la FIGURA 4 a su otra posicion o estado indicado con la lmea discontinua, para retener el borde inferior del cuerpo congelado moldeado M que cae deslizandose.
Las boquillas de chorro N, N, ... montadas en el lado de la superficie interior de la camara cilmdrica 8 conectada, estan disenadas de manera que estas boquillas de chorro estan inclinadas hacia abajo, como se muestra en la FIGURA 4, para que adopten un estado de inclinacion descendente, y ademas estan sesgadas en la direccion que se extiende a lo largo de la lmea tangencial de la superficie de pared interior de la camara 8, para formar una corriente giratoria dentro de la camara 8.
La abertura de descarga d prevista en la parte inferior de la camara 8 esta definida por la conexion de un cilindro de conexion corto 81, que tiene una pared inferior 83, y esta abertura de descarga d esta abierta en esta pared inferior 83 con un diametro pequeno. Conectando el tubo de transporte e a esta abertura de descarga d, el producto pulverizado descargado por la abertura de descarga d es transportado por aire a la trituradora, el ciclon 70, etc.
En siguiente lugar, la FIGURA 5 muestra una forma de realizacion modificada con respecto a las mostradas en las FIGURAS 3 y 4, como ya se ha mencionado mas arriba, que tampoco corresponde a la presente invencion. Conformando la camara 8 que esta conectada al lado terminal inferior del tubo 1 con un diametro mayor que el diametro interior del tubo 1, cuando termina la desecacion del cuerpo congelado moldeado M, que se ha congelado dentro del tubo 1, y se retrae el elemento de retencion S, el cuerpo congelado moldeado M, cuya desecacion ha terminado, cae en la camara 8 y esta cafda del cuerpo congelado moldeado M en la camara 8, cuando la corriente en chorro procedente de las boquillas de chorro N, N, ... lo tritura y pulveriza, se realiza suavemente, con lo que las operaciones de trituracion y pulverizacion del cuerpo congelado moldeado M que ha cafdo pueden realizarse adecuadamente.
En esta realizacion, una placa anular 82, que tiene un orificio (o una abertura) para retener el borde inferior del cuerpo congelado moldeado M que ha cafdo, esta dispuesta en el lado terminal superior del cilindro de conexion corto 81, conectado para proporcionar la abertura de descarga d en la parte inferior de la camara 8 de manera que el cuerpo congelado moldeado M puede someterse a una trituracion y pulverizacion mediante las boquillas de chorro N, N, ... dispuestas en la superficie interior de la camara 8, en su estado soportado encima de la abertura de descarga d en la parte inferior de la camara 8.
Ademas, una boquilla de chorro N esta prevista en el taladro interior del cilindro de conexion 81 entre la pared inferior 83 del cilindro de conexion 81 que tiene la boquilla de chorro N, para que sea posible pulverizar el material triturado que cae en este taladro interior 81.
Ademas, en esta realizacion mostrada en la FIGURA 6, la boquilla de chorro N esta dispuesta situada inmediatamente encima del orificio h en el lado de la parte inferior, para expulsar la corriente en chorro contra el cuerpo congelado moldeado M retenido sobre este orificio h, asf como el material triturado de este cuerpo congelado moldeado M.
La FIGURA 7 muestra ademas una forma de realizacion diferente segun la invencion reivindicada. Segun esta forma de realizacion, el elemento de retencion S interpuesto entre el lado terminal inferior del tubo 1 y el extremo superior de la camara 8, para contener la cafda por deslizamiento del cuerpo congelado moldeado M, que se ha congelado y secado en el tubo 1, se configura como una pared inclinada con forma de embudo 9 cuyo diametro se reduce gradualmente hacia abajo.
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Esta pared inclinada 9 constituye un elemento de union anular 90 que se debe interponer entre la parte terminal superior de la camara 8, que esta unida al lado terminal inferior del tubo 1, y el lado terminal inferior del tubo 1, para formar integralmente esta pared inclinada con forma de embudo 9 en la superficie de pared interior del tubo, con lo que, cuando esta pared inclinada 9 ocupa su posicion en el extremo inferior del tubo 1 y cuando el cuerpo congelado moldeado M cae deslizandose hasta esta posicion, el borde inferior de este cuerpo congelado moldeado M entra en contacto con la superficie superior de esta pared inclinada 9 y queda retenido sobre la misma.
Sobre este elemento de union anular 90 esta prevista la boquilla de chorro N para expulsar aire o gas a presion, en una posicion inmediatamente por encima de la pared inclinada con forma de embudo 9 dispuesta en este lugar, con el fin de triturar y pulverizar mediante la corriente en chorro el borde inferior del cuerpo congelado moldeado M retenido sobre la pared inclinada 9.
Como se muestra tambien en la FIGURA 8, cada una de las boquillas de chorro N, N, ... que se deben unir a este elemento de union 90 tiene su direccion de expulsion de la corriente en chorro inclinada aproximadamente 40 grados con respecto a su lmea direccional radial que se extiende desde el centro de la camara 8, con lo que el soplado de la corriente en chorro hacia la superficie periferica del cuerpo congelado moldeado M retenido sobre esta pared inclinada no puede volverse localizado. Ademas, estas boquillas de chorro N estan hechas para funcionar de manera intermitente, con lo que la trituracion sucesiva del cuerpo congelado moldeado M puede realizarse a la velocidad deseada.
En esta realizacion, la camara 8 esta disenada tambien para alojar en su interior el material triturado que se pulveriza y se hace caer del cuerpo congelado moldeado M por medio de las boquillas de chorro N dispuestas encima de la pared inclinada 9 arriba mencionada. Asf, dado que ya no es necesario hacer corresponder la longitud de las boquillas de chorro, tanto en posiciones superiores como inferiores, con la forma y el tamano del cuerpo congelado moldeado M, dichas boquillas pueden tener poca longitud, tanto en posiciones superiores como inferiores. Sin embargo, su diametro interior es mayor que el diametro interior del tubo 1, para aumentar su capacidad en direccion radial.
En siguiente lugar, la FIGURA 9 muestra ademas otra diferente forma de realizacion de la presente invencion. Segun esta forma de realizacion, la camara 8 conectada al lado terminal inferior del tubo 1 tiene la forma de un cono truncado cuyo diametro aumenta gradualmente hacia abajo. En este diseno, la disposicion es tal que, en el momento de realizar la trituracion y pulverizacion del cuerpo congelado moldeado M empleando la corriente en chorro procedente de las boquillas de chorro N, N, ... de la camara 8, en un estado en que el fluido a presion procedente de la boquilla de fluido a presion n dispuesta en el lado terminal superior del tubo 1 o en el lado del conducto 3 sopla en y a traves de la camara 8, el material triturado o el material pulverizado puede fluir hacia abajo a lo largo de la superficie de pared interior de la camara 8, formando una superficie inclinada debido a la fuerza centnfuga transmitida al mismo debido al giro provocado por la corriente giratoria dentro de la camara 8 y debida a la corriente en chorro de las boquillas de chorro N, N, ..., de manera que no puede producirse ningun contraflujo ascendente del material triturado.
En esta realizacion, las boquillas de chorro N, N, ... previstas en la superficie interior de la camara 8 estan inclinadas en la direccion de expulsion de la corriente en chorro un angulo predeterminado con respecto a la direccion radial desde el centro de la camara 8, y estan montadas inclinadas hacia abajo. Incluso en una posicion situada inmediatamente encima del orificio h en el lado de la parte inferior, la disposicion esta concebida para que pueda montarse una boquilla de chorro N, destinada a expulsar la corriente en chorro con respecto al cuerpo congelado moldeado M retenido sobre el orificio h, asf como con respecto al producto triturado del mismo.
En siguiente lugar, la FIGURA 10 muestra ademas una forma de realizacion diferente segun la invencion reivindicada. En esta forma de realizacion, ajustando la posicion de desplazamiento de la abertura de descarga
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d, prevista en la parte inferior de la camara 8 que esta conectada al lado terminal inferior del tubo 1, con respecto a la lmea axial de la camara 8, puede ajustarse el grado de trituracion del cuerpo congelado moldeado M por la corriente en chorro precedente de las boquillas de chorro N, N, ... dentro de la camara 8.
En esta figura, un numero de referencia 1 designa el tubo cilmdrico vertical, un numero de referencia 2 se refiere a la camisa cilmdrica exterior que cubre el tubo cilmdrico, un numero de referencia 8 indica la camara cilmdrica conectada al lado terminal inferior del tubo 1, un numero de referencia 90 designa un elemento de union anular que esta interpuesto entre la camara 8 y el tubo 1 arriba mencionado, y una letra de referencia d indica la abertura de descarga definida en la parte inferior de la camara 8. Estos componentes tienen invariablemente el mismo diseno que los de la forma de realizacion mostrada en la FIGURA 8, con la excepcion de que la pared inferior 84, en la que esta definida la abertura de descarga d, esta conformada por separado con respecto a la parte inferior de la camara 8 y esta acoplada de manera que puede montarse y desmontarse libremente por medio de unos pernos de fijacion 92, 92, ....
Esta pared inferior 84, separada de la camara 8, tiene muchos tipos de conformacion: tales como aquellos donde la posicion abierta de la abertura de descarga d formada en la pared inferior esta en la lmea central de la camara 8, como en el caso de la pared inferior 84 mostrada en la figura, y tales como aquellos donde la abertura de descarga d esta definida en una posicion desviada lateralmente con respecto a la lmea central de la misma, pudiendo esta desviacion ser de diferente magnitud. Dependiendo de las necesidades de montaje es posible cambiar entre estos diversos tipos de pared inferior.
La trituracion y la pulverizacion del cuerpo congelado moldeado M a efectuar en la camara 8, que esta conectada al lado terminal inferior del tubo 1, se realizan mediante la corriente en chorro expulsada por la boquilla de chorro N montada en el lado de superficie interior de la pared cilmdrica de la camara 8 con una inclinacion tal que la expulsion de la corriente en chorro pueda adoptar una direccion que siga la superficie de pared interior de la camara 8 cuando el cuerpo congelado moldeado M, cuya desecacion se ha completado dentro del tubo 1 y que tiene su borde terminal inferior retenido sobre el elemento de retencion S, va siendo triturado sucesivamente desde el lado terminal inferior mediante las boquillas de chorro N, N, ..., que estan dispuestas encima del elemento de retencion S o cerca de su posicion, para caer en la camara 8; al mismo tiempo, haciendo que el material triturado y pulverizado gire en la corriente giratoria producida dentro de la camara 8 por la corriente en chorro, es posible pulverizar el material congelado y desecado mediante colisiones entre el material triturado mismo que gira y colisiones del material triturado que gira contra la superficie de pared interior de la camara 8.
Partiendo de este hecho, si la abertura de descarga d esta en el centro de la pared inferior 84, estos materiales triturados y pulverizados que giran dentro de la camara 8 tienen mas dificultad para acercarse a la abertura de descarga d situada en el centro de la misma, por lo que los pasos de trituracion y pulverizacion en la camara 8 duran mas y el grado de trituracion y pulverizacion de estos materiales triturados y los materiales pulverizados a descargar por el puerto de descarga d aumenta. En cambio, si la abertura de descarga d esta en la parte periferica de la pared inferior 84, los materiales triturados y pulverizados que giran se presentan rapidamente, tendiendo los pasos de triturar y pulverizar el material desecado en la camara 8 a terminar en un corto espacio de tiempo, con la consiguiente disminucion del grado de pulverizacion.
Por consiguiente, cambiando la posicion de la abertura de descarga d mediante un cambio de la pared inferior 84, que puede montarse y desmontarse, es posible ajustar el grado de pulverizacion.
En siguiente lugar, la FIGURA 11 es una vista en seccion transversal longitudinal de la parte principal de otra diferente forma de realizacion de la presente invencion. En esta realizacion, la pared inclinada con forma de embudo 9 esta dispuesta en el lado terminal inferior del tubo 1, mientras que las boquillas de chorro N, N, ... estan dispuestas para triturar y pulverizar el cuerpo congelado moldeado M del material lfquido, que se ha congelado y desecado en forma cilmdrica sobre la superficie de pared interior 1a del tubo 1, con lo que el
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cuerpo congelado moldeado M, cuya desecacion se ha completado y que esta retenido sobre la superficie de la pared inclinada 9, es triturado y pulverizado sucesivamente desde su lado terminal inferior mediante la corriente en chorro procedente de las boquillas de chorro N, N, ....
En esta figura, un numero de referencia 1 designa el tubo cilmdrico vertical y un numero de referencia 2 indica la camisa dispuesta alrededor de la periferia exterior del tubo 1, de manera que la rodea en forma de un cilindro exterior. La ilustracion muestra solo la mitad inferior, mientras que la mitad superior se ha suprimido, aunque, al igual que en la forma de realizacion arriba mencionada, el conducto 3c se comunica con el sistema de aspiracion por vacm y la via de circulacion 2c del intercambiador de calor 2b, a traves de la cual circula el medio termico, esta conectada a la camisa 2.
En la mitad inferior, este tubo 1 y esta camisa 2 estan unidos integralmente en forma de un doble cilindro mediante una mordaza de conexion 11.
La pared inclinada con forma de embudo 9 prevista en el lado terminal inferior del tubo 1 se ha conformado ahuecando conicamente el lado de la superficie interior de un bloque con forma de disco 9a, que esta montado por medio de un perno de fijacion 93 en la mordaza de conexion 11 arriba mencionada.
En este caso, en la superficie superior del bloque con forma de disco 9a esta conformada una ranura circular con un diametro interior poco profundo en relacion con el diametro interior del tubo 1, extendiendose la pared inclinada con forma de embudo 9a desde el extremo inferior de la superficie de pared vertical 9b del bloque 9a. Cuando el bloque 9a esta conectado a la mordaza de conexion 11 arriba mencionada, el lado terminal inferior de la superficie de pared interior 1a de este tubo 1 continua en esta ranura circular.
La boquilla de chorro N esta prevista en la superficie de pared vertical 9b de esta ranura circular de tal manera que la abertura de boquilla puede abrirse desde esta superficie de pared para expulsar el aire o gas a presion.
El lado terminal inferior de la pared inclinada con forma de embudo 9 se adentra en la abertura de descarga d, que esta abierta hacia la parte central del bloque 9a para comunicarse con la misma. Este posicionamiento de la boquilla N permite descargar el material triturado y el producto pulverizado por la abertura de descarga d segun van siendo procesados mediante la corriente en chorro procedente de la boquilla de chorro arriba mencionada.
La abertura de descarga d tiene conectado un cilindro de conexion 12 a traves de la valvula V1, al que esta conectado un tubo de transporte e en forma de ramificacion lateral a traves de una valvula V3. Debajo del cilindro de conexion 12 esta conectado ademas un tubo de descarga de lfquido 5 a traves de una valvula V2, con el que la pared inclinada 9 puede utilizarse para descargar el material lfquido que quede sin congelar.
En algunos casos, una boquilla de fluido a presion n para expulsar el aire o gas a presion esta montada en el lado terminal superior del tubo 1 o del conducto 3.
Como se ha descrito hasta aqrn en el texto precedente, el dispositivo de trituracion y pulverizacion para productos alimenticios, medicamentos, etc. en el aparato de liofilizacion segun la presente invencion esta disenado de manera que se hace que el material lfquido de productos alimenticios, medicamentos, etc. se congele en forma de un cuerpo congelado moldeado de forma cilmdrica hueca en el tubo cilmdrico vertical que constituye la camara de desecacion del aparato de liofilizacion, soplandose fluido a presion desde la parte superior en el tubo a traves de la abertura de descarga en cuanto ha concluido la liofilizacion, estado en el que el material liofilizado sobre la superficie de pared interior del tubo se tritura mediante la corriente en chorro procedente de las boquillas de chorro previstas dentro del tubo, haciendo caer el producto triturado en la camara que esta conectada al lado terminal inferior del tubo, donde se pulveriza mediante la corriente en chorro expulsada por las boquillas de chorro. Por tanto, es posible efectuar la trituracion y pulverizacion del producto a granel desecado del material lfquido, tal como productos alimenticios, medicamentos, etc., cuya desecacion
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se ha completado, esencialmente dentro del cuerpo del aparato de liofilizacion, lo que hace posible reducir extraordinariamente los costes de instalacion y los pasos de funcionamiento impediendo el riesgo de contaminacion.
Aunque la presente invencion se ha descrito en detalle en referencia a las formas de realizacion espedficas 5 mostrados en las figuras, debe entenderse que la invencion no esta limitada solamente a estas formas de realizacion, sino que pueden realizarse cambios y modificaciones dentro del alcance de la invencion tal y como se expone en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (5)
- 51015202530Reivindicaciones1. Aparato de liofilizacion para productos alimenticios, medicamentos, etc., que comprende un tubo cilmdrico vertical (1) con una camisa exterior (2) para enfriar y suministrar calor al tubo cilmdrico, teniendo el tubo cilmdrico una abertura de descarga (d) prevista en el extremo inferior del tubo cilmdrico y un conducto en el extremo superior del tubo cilmdrico que se comunica con un sistema de aspiracion por vado (VP), estando el aparato dispuesto de manera que puede congelarse material lfquido sobre una pared interior (1a) del tubo cilmdrico para formar un cuerpo congelado moldeado (M) de material y de manera que el contenido de humedad del cuerpo congelado moldeado puede sublimarse a continuacion en condiciones de vado para desecar el material lfquido mediante liofilizacion, caracterizado porque en el extremo inferior del tubo cilmdrico esta dispuesta una pared inclinada con forma de embudo para retener un borde inferior del cuerpo congelado moldeado en contacto con la superficie superior de la pared inclinada y porque, en una posicion por encima de la pared inclinada, esta dispuesta una boquilla de chorro (N), estando la abertura de descarga definida en el lado terminal inferior de la pared inclinada y estando dicha boquilla de chorro (N) prevista para expulsar gas a presion con el fin de triturar el cuerpo congelado moldeado de material antes de que este se descargue por la abertura de descarga.
- 2. Aparato de liofilizacion segun la reivindicacion 1, que comprende una boquilla de fluido a presion (n) para expulsar aire o gas a presion al interior del extremo superior del tubo cilmdrico o al interior del conducto situado en el extremo superior del tubo cilmdrico, dispuesta para soplar fluido en y a traves del taladro interior del tubo cilmdrico desde la parte superior hacia abajo, hacia la abertura de descarga inferior, a traves del taladro interior de la pared inclinada con forma de embudo.
- 3. Aparato de liofilizacion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la boquilla de chorro (N) esta dispuesta en un angulo inclinado predeterminado con respecto a la direccion tangencial de la superficie periferica del cuerpo congelado moldeado y con respecto a la direccion radial del cuerpo congelado moldeado.
- 4. Aparato de liofilizacion segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, estando el aparato dispuesto de manera que un control de la accion de expulsar la corriente en chorro desde la boquilla de chorro se efectua de manera intermitente en un intervalo de tiempo predeterminado.
- 5. Aparato de liofilizacion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pluralidad de boquillas de chorro (N).
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