BRPI0613016A2 - método e dispositivo para transportar um material particulado - Google Patents

Abstract

MéTODO E DISPOSITIVO PARA TRANSPORTAR UM MATERIAL PARTICULADO Em um primeiro aspecto, a invenção relaciona-se a um método para transportar um material particulado de um recipiente, sob uma calha (2) para uma etapa de processo subseqúente, a fim de superar uma distância vertical. Além disso, o método inclui as etapas de prover uma cabeça (11) na calha (2), qual cabeça é móvel na direção axial da calha, mover a cabeça (11) para a parte superior da calha (2), carregar dito material particulado sobre o topo da cabeça (2), abaixar a cabeça (11) para a parte inferior da calha (2), e abrir uma passagem (26) pela cabeça (11) para a etapa de processo subseqúente a fim de deixar o material particulado por lá. A invenção também relaciona-se a um dispositivo de transporte para efetuar dito método.

Description

METODO E DISPOSITIVO PARA TRANSPORTAR UM MATERIALPA RTICUL ADO"Campo Técnico

A presente invenção relaciona-se geralmente ao campo de5 transportar materiais particulados de uma primeira posição para uma segundaposição inferior de um modo controlado, por exemplo carregando um materialparticulado de um recipiente a uma máquina de prensa de tabletes na indústriade fabricação de tabletes. Assim, a presente invenção relaciona-se a ummétodo para transportar um material particulado de um recipiente, sob umacalha, para uma etapa de processo subseqüente, afim de superar uma distância vertical.

A invenção também relaciona-se a um dispositivo detransporte para efetuar dito método.

Fundamento

Em indústrias onde pós são prensados em tabletes ouencapsulados, mais precisamente na indústria farmacêutica, o processo defabricação é dependente de um carregamento eficiente do pó misturado para aformação de tablete subseqüente ou máquina de enchimento de cápsula.Porém, será mostrado que a presente invenção pode ser aplicada a outrasindústrias que não a farmacêutica e/ou para transporte não só de pó, mastambém de granulados, tabletes, pílulas, etc.

Normalmente, uma planta farmacêutica é dividida em umaárea técnica e uma área de processamento. Áreas de processo podem estarsituadas em níveis diferentes ou andares com a área técnica no teto vaziosobre a área de processamento inferior. Na área de processo superior, assubstâncias diferentes e agentes ativos apropriados são operados e misturadosentre si para formar um pó uniforme. Deste etapa de processo, o pó deverá sertransportado pelo chão a uma etapa de processo subseqüente, por exemplouma máquina de prensa de tablete na área de processo abaixo. O pó misturadoé armazenado e transportado em um recipiente de volume intermediário usadona área de processo superior. Dito recipiente é colocado acima e conectado aum conector, ou ponto de carga de pó, a saída do recipiente intermediário éfechada por uma válvula de saída. Do conector uma calha, ou tubo, conduzpelo chão e à máquina de prensa de tablete a fim de superar a distânciavertical entre o recipiente e a máquina. O pó não deverá vazar da calha detransferência na área técnica entre os dois níveis. Uma válvula inferior éprovida entre a calha e a máquina a fim de controlar o fluxo à máquina.

Quando dita válvula de saída de recipiente de volumeintermediário é aberta o pó cai na calha, a extremidade inferior de qual estáfechada por meio da válvula inferior. Esta queda livre afeta adversamente auniformidade do pó. A uniformidade do pó deverá ser boa e precisa, desdeque os tabletes médicos poderiam ser prejudiciais ou sem efeito se a misturaestiver incorreta.

Durante a queda livre do pó, a coluna de ar, que está presentena calha na hora que a válvula de recipiente é aberta, pode ser forçada parabaixo passada a válvula inferior, se a válvula inferior estiver aberta, namáquina de prensa de tablete enchendo-o com pó. Se a válvula inferior estiverfechada, ar é forçado para cima, pelo fluxo de pó ou, quando o pó cai.

Partículas finas/leves da mistura seguirão o ar fluidificante para cima, isto é,será tirado da mistura de pó, e as partículas maiores/mais pesadas cairão maisrápidas para a válvula inferior da calha. Este mecanismo é chamadodecantação e causa uma segregação do pó. Devido à segregação, não éanormal que o conteúdo de agente ativo dos tabletes varie para baixo se aspartículas finas/leves forem o agente ativa ou para cima se as partículasfinas/leves forem não ativas. Não é anormal para a extensão desta variaçãoem conteúdo de agente ativo tomar os tabletes fora do seu limite aceito paraconteúdo de agente ativo, que causará parte ou o lote inteiro sendo fabricadoser rejeitado.Uma solução para resolver este problema com segregação dedecantação é reduzir a velocidade de queda do pó na calha. Tentativasconvencionais para resolver o problema usam principalmente quatro métodos diferentes.

Um primeiro método usa um polietileno flexível trançado, oumaterial semelhante, tubo ou forro como uma calha. Quando o pó alcança otopo da calha, o comprimento inteiro do tubo é trançado e o pó é parado emcima do forro trançado. Quando o tubo é destrançado do topo para baixo auma velocidade predeterminada, a velocidade do fluxo do pó é diminuída, emrelação à queda livre.

Um segundo método usa um tubo ou forro, que é comprimidoentre dois rolos, que são colocados em lados opostos do forro. Ditos roloscomeçam no topo da calha e são abaixados ao longo do tubo a umavelocidade apropriada, a velocidade de queda do pó sendo diminuída. Naextremidade inferior do tubo/forro, os rolos se afastam permitindo ao pó cair àmáquina de processo abaixo.

Um terceiro método usa um forro flexível dentro de uma calhasólida. A intervalos ao longo desta calha, uma série de válvulas deaperto/bexiga colapsam o forro do exterior. Quando o pó alcança o topo dacalha, só pode cair até a primeira constrição. A primeira válvula de aperto éentão liberada permitindo ao pó cair na segunda constrição. Esteprocedimento é repetido até que o pó tenha alcançado o fundo da calha.Quanto mais constrição aplicada ao forro neste dispositivo, melhor do pontode vista de fluxo de pó, mas ao liberar cada constrição, o pó está em quedalivre até a próxima constrição arriscando decantação.

Porém, estes três métodos usam forros flexíveis que são muitofacilmente danificados pela manipulação deles ou por elementos afiados nascercanias. Adicionalmente, os forros não podem ser limpos in situ, e desdeque cada produto diferente precisa de um equipamento de produção limpo, oforro tem que ser trocado muito freqüentemente.

Um quarto método usa um tampão sólido que é móvel dentrode um tubo e conectado a uma haste de pistão se estendendo no tubo deabaixo. O tampão pode ser movido para cima e para baixo a fim de reduzir avelocidade do fluxo de pó. Uma grande desvantagem deste método é que otubo normalmente é de um ou vários metros de comprimento. Desde que ahaste de pistão deve ter um comprimento de curso tão longo quanto o tubo,uma área igualmente grande debaixo do tubo é requerida. Além disso, amáquina à qual o pó é dirigido não pode ser colocada diretamente debaixo dotubo. Ao invés, o pó deve cair livre abaixo de um segundo tubo para alcançara máquina.

É altamente desejável prover uma calha precisando de menosmanutenção, isto é, uma calha tendo longa durabilidade. As calhassupracitadas precisam de manutenção e limpeza manual entre cada produto,que é desnecessariamente incômodo e caro.

No momento, não há nenhum dispositivo de transporte tendoarranjos de desaceleração trabalhando completamente satisfatórios semdesvantagens.

Sumário da Invenção

A presente invenção visa em evitar as desvantagens acimamencionadas de métodos previamente conhecidos para desacelerar avelocidade de pó em uma operação de carregamento, e em prover um métodomelhorado. Um objetivo primário da presente invenção é prover um métodomelhorado do tipo inicialmente definido com respeito à habilidade dereduzir/prevenir segregação do pó durante transporte. É outro objetivo dapresente invenção prover um dispositivo de transporte que seja auto-limpante.Ainda é outro objetivo da presente invenção para prover um dispositivo detransporte tendo uma durabilidade melhorada. É outro objetivo da invençãoprover um dispositivo de transporte sem partes de consumo, tais como umforro ou similar.

De acordo com a invenção, pelo menos o objetivo primário éatingido por meio do método inicialmente definido e dispositivo de transportetendo as características definidas nas reivindicações independentes.

Concretizações preferidas da presente invenção são ademais definidas nasreivindicações dependentes.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, éprovido um método do tipo inicialmente definido, que é caracterizado pelasetapas de:

- prover uma cabeça na calha, qual cabeça é móvel na direçãoaxial da calha;

- carregar dito material particulado sobre o topo da cabeça;

- abaixar a cabeça depois de carregar dito material particulado;

e

- abrir uma passagem permitindo ao material particuladopassar a cabeça à etapa de processo subseqüente (4).

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, éprovido um dispositivo de transporte de acordo com reivindicação 6.

Assim, a presente invenção é baseada na perspicácia de utilizarum elemento móvel dentro da calha para controlar o pó durante o transportedele abaixo da calha, qual elemento não obstrui o fluxo de pó duranteoperação subseqüente.

Em uma concretização preferida da presente invenção, acabeça é movida por meio de pressão/vácuo de ar. Isto significa que ocomprimento da calha não afeta o equipamento associado com a cabeça.

Breve Descrição dos Desenhos

Um entendimento mais completo das características evantagens acima mencionadas e outras e da presente invenção serão aparentesda descrição detalhada seguinte de concretizações preferidas junto com osdesenhos anexos, em que:

Figura 1 é uma vista em elevação lateral esquemática de umdispositivo de transporte de acordo com a presente invenção;

Figura 2 é uma vista secional transversal da calha e da cabeça,a cabeça estando na posição inferior;

Figura 3 é uma vista secional aumentada da cabeça, a válvulade aperto estando aberta;

Figura 4 é uma vista secional aumentada da cabeça, a válvulade aperto estando fechada; e

Figura 5 é uma vista em perspectiva da cabeça.

Descrição Detalhada de Concretizações Preferidas da Invenção

Com referência à Figura 1, é mostrada uma vista esquemáticade um arranjo de múltiplos níveis de um dispositivo de alimentação/transportepara um material particulado. Será mostrado que o termo "materiaisparticulados" é usado por causa de simplicidade na descrição como tambémnas reivindicações e inclui pó, granulados, tabletes, pílulas, etc. O pó éarmazenado em um alimentador fixo ou semelhante, tal como um misturador,La ou um recipiente Ib móvel colocado acima e conectado a um extremidadesuperior de uma calha ou tubo 2. A calha 2 conduz abaixo por um chão,mostrado esquematicamente por número de referência 3, e está conectada auma etapa de processo subseqüente, mostrada esquematicamente em númerode referência 4. Uma prensa ou encapsulator de tabletes, outro recipiente, ousimilar podem constituir a etapa de processo subseqüente 4. A calha 2 naFigura 1 é suportada em armação 5 fora da máquina de prensa de tablete oureferência semelhante 4. A calha 2 também pode ser suportada do ladoinferior do nível acima. Um painel de controle 6 é provido, arranjado paracontrolar funções diferentes do dispositivo de transporte. O painel de controle6 pode ser preso a equipamento de processo 4 ou a uma parede adjacente.

A válvula de saída 7a/b tanto do alimentador fixo ousemelhante Ia ou o recipiente móvel Ib controla o fluxo de pó na calha 2. Aválvula de saída 7a/b, controlada por uma alavanca 8a/b na concretizaçãomostrada, mas pode ser controlada de outros modos, pneumaticamente,eletricamente, etc. A válvula de saída 7a/b impede o pó de cair na calha 2antes da etapa de carregamento de pó.

A seção transversal da calha 2 é preferivelmente circular, maspode apresentar qualquer outra forma adequada, oval, poligonal, etc., contantoque a seção transversal da calha 2 seja uniforme pela direção axial inteira.

Referência é feita agora também à Figura 2. Na extremidadeinferior da calha 2 é provida uma válvula inferior 9, controladapneumaticamente por um atuador 10 na concretização mostrada, mas aválvula inferior 9 pode ser controlada de outros modos, manualmente,eletricamente, etc. A função da válvula inferior 9 é controlar o fluxo de pó dacalha 2 para a etapa de processo subseqüente 4. A válvula de saída derecipiente 7b e válvula inferior 9 fecham completamente a entrada e saída dacalha 2. O comprimento da calha 2 pode variar grandemente, dependendo daaplicação, e um comprimento normal é aproximadamente 1,5-3 m. Odiâmetro da calha 2 é aproximadamente 0,2 m na concretização mostrada,mas o diâmetro é dependente do produto transportado e da aplicação comotal. Na extremidade inferior da calha 2 é provida uma de cabeça 11 dentro da calha 2.

Referência é feita agora também às Figuras 3, 4 e 5. Emostrada uma cabeça de desacelerador ou tampa 11, em seção transversal nasFiguras 3 e 4 e em perspectiva na Figura 5. A cabeça 11 apresenta uma formaexterior geralmente tubular. Ademais, a cabeça 11 apresenta uma orla inferior12 e uma orla superior 13, distanciadas na direção axial por um corpoprincipal 14. Dentro do corpo principal 14 da cabeça lie entre ditas orlasinferior e superior 12, 13 se estende um fole tubular 15. O fole 15 é preso àcabeça 11 em ditas orlas inferior e superior 12, 13. Um espaço 16determinado pelo exterior do fole 15 e o interior do corpo principal 14 podeser enchido com ar pressurizado por meio de um dispositivo de inflação 17. Odispositivo de inflação 17 inclui uma válvula sem retorno 18 provida entre oespaço 16 e a área fora do corpo principal 14. Quando a área entre o corpoprincipal 14 e o interior da calha 2 é pressurizada com ar, o ar entrará nodispositivo de inflação 17 e além da válvula sem retorno 18 para o espaço 16.Quando o espaço 16 é inflado, o fole ou válvula de aperto 15 é comprimida efecha a passagem livre 26 pela cabeça 11 (veja Figura 4). Vedações de ar 19 eanéis de guia 20 são providos ao redor das orlas inferior e superior 12, 13. Afunção dos anéis de guia 20 é abaixar a fricção entre a cabeça Ileo interiorda calha 2, e a função das vedações de ar 19 é impedir o ar de vazar além das orlas 12, 13.

A fim de esvaziar o espaço 16, a cabeça 11 é provida com ummeio de alívio de pressão 21. O meio de alívio de pressão 21 inclui um pinoativador 22, que ativa o meio de alívio 21 por haste de impulso 23. Quando opino ativador 22 é ativado ou é forçado para cima, uma passagem de ar livredo espaço 16 para baixo da cabeça 11 é aberta e o fole 15 retornará a suaforma original (veja Figura 3).

O corpo principal 14, e com esse o fole 15, tem uma formasecional oval (veja Figura 5) a fim de ajudar o fole 15 a ser comprimido deum modo suave e controlado. Acima da orla superior 13 é provido um conede transição 24 incluindo um selo raspador 25 correndo ao longo do interiorda calha 2 durante operação e impedindo o material particulado de vazar alémdo exterior da cabeça 11. O cone de transição 24 reduz a seção transversal defluxo de pó daquela da calha 2 àquela do fole 15.

O exemplo seguinte descreve o dispositivo durante operação.Um recipiente Ib acomodando um material particulado é colocado acima econectado à extremidade superior da calha 2. A válvula de recipiente 7b eválvula inferior 9 são fechadas. A cabeça 11 está localizada na extremidadeinferior da calha 2 e o fole 15 está aberto como nas Figuras 2 e 3. Umapressão de ar de aproximadamente 4 bar é aplicada ao espaço 16, que cerca ofole 15 como na Figura 4. Um fole mais fraco 15 precisa de uma pressão maisbaixa de ar para fechar o canal 26. Preferivelmente, o espaço 16 deverá serinflado, como mostrado na Figura 4, para assegurar um fechamento correto docanal 26 da cabeça 11. Como uma alternativa à passagem 26 (não mostrada),omaterial particulado pode ser permitido passar entre a periferia exterior dacabeça e o interior da calha. Ademais, a passagem 26, ou a passagemalternativa, pode ser fechada e aberta por qualquer meio adequado.

A seguir, uma pressão de ar de aproximadamente 0,5 bar éaplicada embaixo da cabeça 11, a fim de mover a cabeça para cima dentro dacalha 2. Uma pressão de ar maior ou mais baixa embaixo da cabeça 11,resulta em uma velocidade diferente de movimento da cabeça 11. A pressãode ar é provida por uma conexão de provisão de ar 27 presente naextremidade inferior da calha 2 e conectada a uma bomba de ar comprimidoou similar. O ar deslocado da calha quando a cabeça se eleva é descarregadoembaixo da válvula de recipiente 7b. Uma vez que a cabeça 11 alcance aextremidade superior da calha 2, a válvula de recipiente 7b pode ser aberta.Na abertura da válvula de recipiente 7b, o pó no recipiente Ib é carregado notopo da cabeça 11, isto é, enchendo o cone de transição 24 da cabeça 11 até aválvula de aperto ou fole 15. Durante o carregamento do pó, a cabeça 11 éretida no lugar pela pressão de ar embaixo. A seguir, a pressão de ar embaixoda cabeça 11 é descarregada por uma saída de ar na extremidade inferior dacalha 2. Quando a pressão de ar diminui, a cabeça 11 se move para baixo. Eopcional aplicar um vácuo ou vácuo parcial embaixo da cabeça 11 paraaumentar a velocidade de abaixamento da cabeça 11. O pó segue a cabeça 11para baixo de um modo lento e controlado, em uma velocidade adaptada epredeterminada. A posição da cabeça 11 na calha 2 é determinada por umaposição de sensor de forro 28 que detecta um ímã de anel 29 embutido nocone de transição 24 da cabeça 11. Uma vez que a cabeça 11 alcance aextremidade inferior da calha 2, o pino ativador 22 é operado por meio de umanel de ativador ou similar 30. O anel de ativador 30 é elevado e engata nopino ativador 22 apertando-o para cima, que esvazia o espaço 16 e o canal 26é aberto. O canal aberto 26 deixa o material particulado alcançar até a válvulainferior 9. A válvula inferior 9 esteve fechada durante a operação inteira a fimde administrar para operar a sobrepressão/subpressão embaixo da cabeça 11.Quando a máquina 4, ou a etapa de processo subseqüente, está pronta parareceber o pó, a válvula inferior 9 é aberta.

Depois que o lote de pó é utilizado, o recipiente e válvulasinferiores 7b, 9 são fechadas. A válvula de aperto 15 é fechada e a cabeça 11 émovida à extremidade superior da calha 2, como descrito acima. Durante estemovimento, o raspador 25 raspa o lado interno da calha 2. A quantidadepequena de pó acumulado em cima da cabeça 11 é facilmente removidaquando a cabeça 11 está na extremidade superior da calha 2. Outro modo ouadicional de limpar a calha 2 é colocar a cabeça 11 na extremidade inferior dacalha 2 e fechar a válvula de aperto 15. Água e/ou detergente é carregadoacima da cabeça 11, e então a cabeça 11 é usada para limpar a calha 2movendo repetidamente a cabeça 11 para cima e para baixo. Depois delimpeza completada, a válvula de aperto 15 é aberta e a água é descarregadapela cabeça lie pela válvula inferior 9 aberta. A calha 2 e a cabeça 11precisam ser secadas completamente depois de uma tal limpeza, antes dopróximo lote de pó, por exemplo deixando um fluxo de ar morno pela calha 2 ecabeça 11.

Também é desejado ser capaz de remover a cabeça 11 da calha2, durante manutenção ou substituição da cabeça 11. Por exemplo, isto podeser feito removendo um colar superior da calha 2 e usando pressão de ar comodescrito acima para dirigir a cabeça 11 para o topo absoluto da calha 2, onde acabeça 11 pode ser removida manualmente. Outro modo é remover um colarinferior da calha 2 e por esse meio habilitar a remoção manual da cabeça 11da extremidade inferior da calha 2. Ainda outro modo de realizar a remoçãoda cabeça 11 da calha 2 é usar uma calha 2, que é dividida logo acima dacabeça 11 quando está na sua posição inferior. Balançando esta porçãoinferior da calha 2, a cabeça 11 é acessível para ser removida manualmente.

A invenção não está limitada só às concretizações descritasacima e mostradas nos desenhos. Assim, o método como também odispositivo de transporte podem ser modificados em todos os tipos de modosdentro da extensão das reivindicações anexas.

Deverá ser mostrado que todas as referências a "superior","inferior", etc., deverão ser interpretadas junto com os desenhos, e osdesenhos deverão ser orientados de tal modo que os números de referênciapossam ser lidos de um modo normal.

Também deverá ser mostrado que embora o termo "materiaisparticulados", para causa de simplicidade, tenha sido usado nas reivindicaçõescomo também na descrição, deverá ser percebido que pó, poeira, grânulos,tabletes, pílulas, etc., estão incluídos.

Claims (12)

1. Método para transportar um material particulado de umaprimeira posição superior, sob uma calha (2) para uma etapa de processosubseqüente (4) localizada em uma segunda posição inferior, a fim de superaruma distância vertical, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:- prover uma cabeça (11) na calha (2), qual cabeça é móvel nadireção axial da calha;- carregar dito material particulado sobre o topo da cabeça (2);- abaixar a cabeça (11) depois de carregar dito materialparticulado; e- abrir uma passagem permitindo ao material particuladopassar a cabeça (11) para a etapa de processo subseqüente (4).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que dito material particulado está passando por uma passagem (26) nacabeça (11).

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que uma pressão de ar é aplicada embaixo da cabeça (11) paramover a cabeça à parte superior da calha (2).

4. Método de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3,caracterizado pelo fato de que pelo menos um vácuo parcial é aplicadoembaixo da cabeça (11) para mover a cabeça à parte inferior da calha (2).

5. Método de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) é oca e provida com uma válvula(15), a válvula estando fechada durante o movimento à parte superior da calha(2), durante o carregamento do material particulado e durante o movimento àparte inferior da calha (2).

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que dita válvula (15) é operada pneumaticamente.

7. Dispositivo para transportar um material particulado,caracterizado pelo fato de compreender uma calha (2) adaptada paratransportar material particulado de uma primeira posição superior para umetapa de processo subseqüente (4) localizada em uma segunda posiçãoinferior, em que uma cabeça (11) é provida dentro da calha (2), a cabeçasendo móvel alternativa entre uma primeira posição superior, na qual omaterial particulado é carregado sobre o topo da cabeça (11) e uma segundaposição inferior, na qual o material particulado é admitido para fluir passado acabeça (11) para a etapa de processo subseqüente (4).

8. Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o material particulado é admitido para fluir poruma passagem (26) na cabeça (11).

9. Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 7ou 8, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) é provida com selos de ar(19) na superfície exterior dela, a fim de ser móvel entre a primeira posiçãosuperior, e a segundo posição inferior, por meio de pressão de ar.

10. Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 7,-8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a cabeça (11) é oca e provida com umaválvula (15) arranjada para abrir e fechar a passagem (26) provida parapermitir ao material particulado passar a cabeça (11).

11. Dispositivo de transporte de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a válvula (15) é operada pneumaticamente.

12. Dispositivo de transporte de acordo com quaisquer dasreivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda um conede transição (24) incluindo um selo de raspador (25), dito selo de raspadorsendo adaptado para correr ao longo do interior da calha 2 durante operação,por meio de que o material particulado é impedido de vazar além do exteriorda cabeça (11).