ES2250152T3 - Procedimiento y aparato para sellar capsulas. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de sellado de una cápsula de cáscara dura que tiene partes del cuerpo coaxiales que se superponen cuando se unen telescópicamente entre sí, formando de esta manera una separación alrededor de una circunferencia de la cápsula, que comprende las etapas de: aplicación individualmente de un líquido sellante que incluye un disolvente uniformemente en el borde externo de una cápsula a sellar para formar un anillo líquido alrededor de la circunferencia de la cápsula, eliminación del exceso de líquido sellante del exterior de la cápsula, secado de la cápsula aplicando energía térmica desde el exterior mientras la cápsula voltea delicadamente y se transporta sobre una ruta espiral horizontal en un dispositivo de cesto de secado.

Description

Procedimiento y aparato para sellar cápsulas.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para sellar telescópicamente cápsulas unidas con partes del cuerpo coaxiales que se superponen parcialmente, mediante la aplicación subsiguiente de un disolvente y energía térmica.

Las cápsulas a sellar utilizando la presente invención son preferiblemente cápsulas de gelatina de cáscara dura u otras cápsulas hechas de materiales o sus composiciones que son farmacéuticamente aceptables con respecto a sus propiedades químicas y físicas.

El problema a resolver respecto de dichas cápsulas comparadas con otras formas de dosificación es el hecho de que las partes del cuerpo coaxiales deben estar bien selladas con el fin de evitar el escape de cualquier contenido al exterior o la contaminación del mismo. Además, la alteración del contenido de la cápsula como tal debería ser evidente y visible externamente a fines de seguridad y toda técnica de sellado de las cápsulas de be ser idónea para la producción en masa a gran escala para reducir el tiempo y los costes de fabricación y para reducir residuos debidos a imperfecciones del producto.

Los documentos EP 0 116 743 A1 y EP 0 116 744 A1, respectivamente, desvelan procedimientos y dispositivos similares para sellar dichas cápsulas que tienen cáscara dura partes de la cubierta y del cuerpo coaxiales que se superponen cuando se unen telescópicamente. El proceso empleado comprende las etapas de inmersión de lotes de cápsulas orientadas al azar en cestos de malla u orientadas con sus partes de cubierta hacia arriba en un fluido sellante que hace acción capilar dentro de la superposición de las partes de la cubierta y del cuerpo o pulverizando el fluido sellante o vapor del mismo sobre la junta de la superposición, eliminando el fluido sellante de la superficie de las cápsulas mediante un soplador de aire, y aplicando energía térmica a las cápsulas durante el transporte de los cestos a través de un secador. Ambos documentos revelan el uso de una amplia variedad de fluidos sellantes y especifican las temperaturas y modos de aplicación de la energía térmica.

El documento EP-0 180 543 A1 también revela un procedimiento para sellar telescópicamente cápsulas unidas con partes del cuerpo coaxiales, mediante la aplicación subsiguiente de un fluido sellante en la región de superposición en la junta entre una cubierta y un cuerpo, la eliminación del exceso de líquido sellante y la aplicación de energía térmica a fines de secado. Este documento describe particularmente varios diseños de cápsulas adecuados para su uso en dicho proceso que tienen una estructura tipo cresta en la cubierta y/o en el cuerpo para situar exactamente coaxialmente la cubierta y el cuerpo.

Los sistemas anteriores para sellar las cápsulas unidas telescópicamente con partes del cuerpo coaxiales, mediante la aplicación subsiguiente de un disolvente y energía térmica son parcialmente imperfectos en cuanto a la calidad del sello y a la posibilidad de controlar los parámetros del proceso que afectan a la calidad del sello.

El objetivo de la presente invención es proveer un procedimiento y un aparato mejorados para sellar telescópicamente cápsulas unidas con partes del cuerpo coaxiales que se superponen parcialmente, mediante la aplicación subsiguiente de un disolvente y energía térmica y un diseño de cápsula mejorado particularmente adecuado para dicho procedimiento y aparato.

Con respecto a este objetivo la presente invención provee un procedimiento y un aparato para sellar telescópicamente cápsulas unidas con partes del cuerpo superpuestas parcialmente coaxiales como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Seguidamente se describirá la presente invención con más detalle, a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 muestra un detalle ampliado de una parte del sellado de superposición de una cápsula a procesar de acuerdo con la presente invención, y

La figura 2 muestra una estructura esquemática de un cesto de secado usado en el procedimiento y el aparato de la presente invención y una ruta de las cápsulas durante la operación del mismo.

Primero, la descripción enumerativa general se hará sobre el sistema que comprende el procedimiento y el aparato de la presente invención para destacar las características y las funciones clave del mismo. La lista siguiente no está ordenada o no es comprensiva pero cubre de forma sucinta los aspectos que pueden diferenciar el sistema de la invención de procedimientos anteriores.

La presente invención contempla los siguientes aspectos:

no necesita cápsulas orientadas lo que simplifica la operación e incrementa la fiabilidad del proceso.

La aplicación de fluido sellante está controlada especialmente para optimizar las áreas mojadas para un buen sellado, con adhesividad mínima y secado más rápido.

La temperatura del fluido sellante se puede controlar para lograr una absorción eficiente y un índice de disolución óptimo. Esto implica el uso de sistemas tanto de calentamiento como de refrigeración como, por ejemplo, los sistemas que utilizan cápsulas de gelatina exigen temperaturas superiores a la ambiental, mientras que los sistemas de HPMC (hidroxipropilmetil celulosa) funcionan mejor con disolventes calientes y secado a temperatura ambiente.

El volumen de fluido sellante aplicado en el espacio alrededor de la separación entre las partes del cuerpo de la cápsula, es decir, la cubierta y el cuerpo, es ajustable para prevenir un mojado excesivo.

El fluido sellante se aplica uniformemente alrededor de la cápsula para obtener la totalidad del área de sellado exigida.

El exceso de fluido sellante se elimina mediante una combinación de chorros de aire y/o aspiración.

El sistema está diseñado de manera que el cambio de tamaño de la cápsula exige un cambio mínimo de componentes.

El sistema está diseñado para funcionar con una variedad de fluidos sellantes incluso, pero no limitado a mezclas de alcohol/agua en el caso de cápsulas de gelatina como se describe en los documentos EP 0 116 743 A1 y EP 0 116 744 A1. Para cápsulas hechas de otros materiales, por ejemplo, almidón, HPMC, etc., son necesarios sistemas de disolvente alternativos. La presente invención permite un margen amplio de control de los parámetros críticos de sellado y secado, tal como temperatura, formulaciones de disolvente, tiempo, flujo de aire, para posibilitar procesos óptimos a usar y bien controlados.

El transporte de las cápsulas después del sellado se realiza de manera que minimiza el contacto con las superficies del aparato y entre sí para reducir el riesgo de pegado o de daño cosmético.

La velocidad de secado de las cápsulas se controla cuidadosamente para garantizare que las superficies superpuestas internas se unan entre si con seguridad cuando el disolvente se evapore pero el fluido no haya tenido tiempo para difundirse en la masa del material de la cápsula.

La unión fiable de la cubierta al cuerpo requiere que las superficies superpuestas estén en contacto en condiciones en las que la superficie se suelde en la junta con una consistencia comparable con el tiempo mínimo necesario para que las moléculas de cadena larga de la gelatina se entrelacen. Esto determina la velocidad de secado a la que se debe ajustar el sistema.

La presión del contacto entre la superficie a unir se mantiene mediante una combinación de fuerzas de interferencia resultantes del control de fabricación preciso de las cápsulas y de la dilatación de la gelatina debido a la absorción de fluido.

El secado de todas las superficies a una velocidad uniforme es necesario para evitar la distorsión o deficiencia del secado y se logra mediante el soplado con aire, mecanismo de volteo de la cápsula del dispositivo del cesto de secado de la presente invención.

La implementación del proceso de secado utiliza un flujo de aire con control de temperatura, la velocidad del flujo y la humedad se eligen para lograr un perfil de temperatura, tiempo y humedad necesario para lograr una unión fuerte de las cápsulas.

Las cápsulas se secan en el dispositivo de cesto de secado que permite controlar la velocidad de transporte al tiempo que voltea las cápsulas con delicadeza para asegurar que todas las superficies se sequen uniformemente y que las cápsulas no se peguen entre sí.

La superficie, el material y la forma del tornillo helicoidal del dispositivo de cesto de secado están diseñados para asegurar que las cápsulas no sean retenidas y que sean dañadas mínimamente por el contacto con los mismos durante la operación.

La porosidad de la estructura que forma el dispositivo de cesto de secado está diseñada para asegurar una baja resistencia al aire y un flujo de aire uniforme sobre las cápsulas.

Se dirigen dos o más chorros de aire paralelos ajustables en anchura y colocación a lo largo de la línea del punto más bajo del dispositivo de cesto de secado con una velocidad suficiente para elevar cualquier cápsula que tienda a adherirse a la superficie.

El control de la velocidad de rotación del dispositivo de cesto de secado permite el control del tiempo de secado ya que la velocidad de traslación axial es una función de la velocidad de rotación.

El control de los parámetros del aire de secado se logra usando sistemas de servocontrol para mantener las condiciones uniformes incluso en caso de cambios externos.

La implementación del sistema de sellado total está en una unidad autónoma de huella pequeña que lo hace compatible con la instalación en el entorno de la línea de llenado de la cápsula.

El sistema de la presente invención, posibilita de esta manera el sellado de cápsulas llenas de líquido inmediatamente después del llenado a una velocidad compatible con las líneas de llenado de cápsulas convencionales.

Dado que el aparato de la presente invención se puede alimentar desde una tolva estándar no existe requisito alguno de acoplar estrechamente la salida de la llenadora al proceso de inyección del aparato de sellado de la invención. Esto permite usar volúmenes de compensación para mantener un flujo de producción uniforme durante paros breves bien del aparato de llenado o del de sellado.

La mejora básica del procedimiento y del aparato de la presente invención sobre los sistemas de sellado de la técnica anterior reside en el control de la geometría de la separación de las partes del cuerpo de la cápsula para asegurar una absorción uniforme total a lo largo de toda la longitud de superposición y en el diseño del proceso de secado o de los dispositivos adecuados para esta etapa que elimina el disolvente de manera que hace que la separación se cierre completamente y que las partes del cuerpo se peguen entre sí perfectamente.

Diseño de cápsulas

El diseño de cápsula más adecuado para su uso en el sistema de sellado de la presente invención consta de dos mitades que están superpuestas concéntricamente parcialmente cuando se unen telescópicamente entre sí. El procedimiento fundamental por el cual se hace el sello entre las dos mitades es mediante un líquido disolvente o sellante que se introduce en la separación entre las dos mitades en la región de superposición de manera tal que a medida que el disolvente se evapora la superficies interiores se ponen en contacto mientras que se ablandan y se funden entre sí.

Para lograr un buen sello con este procedimiento es necesario que un líquido sellante, es decir, un disolvente, llene toda la separación entre las superficies que se van a unir entre sí. En cápsulas esta es la longitud total de la región de superposición entre la cubierta y el cuerpo. Las dos superficies a unir entre sí tienen que reaccionar al disolvente de manera tal que las superficies interiores estén blandas y adherentes en el momento en que se juntan para formar la unión. Esto se puede lograr controlando la temperatura y el tiempo que el disolvente está en la separación antes de que se evapore para poner las superficies en contacto. Finalmente, la acción de eliminación del disolvente necesita aplicar una fuerza a las dos superficies a unir para mantenerlas juntas cuando se forma la unión.

La presente invención trata estas cuestiones en el diseño de la cápsula, la aplicación del disolvente y el mecanismo de secado.

Para mantener el llenado uniforme de disolvente dentro de la separación, la cápsula está diseñada para tener características que separan uniformemente ambas superficies a una distancia predeterminada mientras que el disolvente se introduce en la separación. Si la separación es amplia en algunos lugares e inexistente en otros, en ese caso la distribución del disolvente a través del área variará conduciendo a un sellado deficiente en algunos puntos alrededor de la cápsula. La separación se puede cerrar totalmente cuando se elimina el disolvente y se forma la unión. Las fuerzas de cierre son de consistencia limitada de manera que cualquier resistencia en las superficies agrupadas puede reducir la consistencia de la unión. Asimismo, cuando el producto del interior de la cápsula no es un disolvente para el material de la cápsula y si este penetra en la separación, en ese caso se bloqueará la acción del disolvente sellante, el diseño de la cápsula es preferiblemente tal que previene la contaminación de la separación por los productos del interior de la cápsula.

Un aspecto importante de la invención es la precisión con la que se logran todas estas exigencias mediante las tolerancias de la fabricación de la cápsula y el control de los parámetros tales como temperatura, tiempo, volúmenes de disolvente, localización del disolvente, condiciones de secado del sistema de secado.

Hay varios diseños de la cápsula con el fin de lograr el control exigido de la separación manteniendo al mismo tiempo tanto todas las demás exigencias de las cápsulas tales como, aspecto, fabricabilidad, facilidad de deglución, etc. En el documento EP 0 180 543 A1 se han revelado varios diseños idóneos.

Una implementación preferida es una disposición simétrica de al menos 3 protuberancias en el cuerpo que pueden opcionalmente entrelazarse con depresiones o con un surco de la cubierta. Estas características permiten la colocación axial y mantienen la cubierta concéntrica con el cuerpo proporcionando de esta manera una separación uniforme. La aplicación exacta pondría incluir una o más variaciones tales como anillos en relieve axiales y surcos concordantes, una superficie rugerizada uniformemente en una o más de las caras, una multiplicidad de protuberancias y depresiones, una pluralidad de surcos y depresiones circunferenciales, y una cresta y depresiones espirales.

El tamaño de la separación se elige de manera que el volumen de disolvente absorbido sea suficiente para inundar la superficie interior de la separación suficientemente para modificar la superficie para que se haga blanda y adherente para que puedan unirse cuando se presionan entre sí. Este volumen dependerá del material, de la temperatura y de la fuerza aplicada para unir las superficies. Típicamente la separación está dentro del entorno 0,05 mm a 0,5 mm. Típicamente el volumen de disolvente necesario para llenar inicialmente la separación está entre 5 \mul y 20 \mul.

Con el fin de permitir el cierre de la separación a medida que se elimina el disolvente, se debe tener en cuenta alguna holgura en el movimiento. Esto se puede lograr mediante varios diseños siendo la característica común que los diseños no tengan característica alguna que extendiéndose al interior de la separación la haga permanecer suficientemente rígida para prevenir el cierre de la separación. Cuando se emplean funciones de espaciado, en ese caso es particularmente beneficioso un diseño de funciones de espaciado que, a medida que se ablandan las superficies por la acción del disolvente, las distorsione para permitir el movimiento requerido. Un ejemplo de dicha función se muestra en la figura 1.

La geometría característica del espaciado mostrado en esta figura es tal que hay espacio circundante en el material de la protuberancia para que fluya a medida que la separación se cierra. Son posibles diseños correspondientes a las demás aplicaciones supuesto que se sigue el principio de permitir la deformación de las formas para su adaptación a un flujo mínimo.

La prevención de la infusión del producto dentro de la región de la separación mientras que el disolvente está presente, exige la provisión de un sello en el extremo de la separación expuesto a la región interior de la cápsula, que permita una presión positiva desde el exterior de la cápsula hacia el interior para prevenir el flujo del producto hacia el interior de la separación y/o la impermeabilización del producto para prevenir que fluya hacia el interior de la separación estrecha.

La realización preferida de una cápsula a usar en el procedimiento y aparato de la invención sella la parte superior de la separación mediante un diseño adecuado de las funciones de cierre.

Aplicación de disolvente

La segunda exigencia del sellado es modificar las superficies interiores de la separación entre la cubierta y el cuerpo de manera que estén blandas y adherentes cuando sean agrupadas. Como se describió anteriormente, esto requiere el control del tipo y de la cantidad de líquido sellante o disolvente y de la temperatura del mismo. La presente invención provee un mecanismo para aplicar el concepto con una variedad amplia de disolventes, del tipo descrito en solicitudes de patente anteriores relativas a este campo. El uso de una cápsula que tiene un sellado de la separación del contenido bien controlado facilita la impregnación de las superficies interiores con el volumen de disolvente necesario.

En la realización preferida de la invención el disolvente se presenta en el borde externo de la separación uniformemente alrededor de la circunferencia. La tensión superficial efectúa la atracción del disolvente desde el exterior uniformemente hacia el interior de la separación supuesto que el espaciado de la separación es uniforme. Para prevenir el ablandamiento de las superficies externas se elimina cualquier exceso de disolvente los más rápidamente posible.

Hay varias técnicas para aplicar el disolvente a la separación, incluso una emanación de spray desde varios puntos alrededor de la cápsula dirigidos hacia el borde externo de la separación y que dura durante un periodo diseñado para distribuir el volumen de disolvente adecuado sobre la cápsula, una aplicación como la anterior, donde el spray es sustituido por una serie de cabezas de chorro de tinta térmicas o piezoeléctricas que dispensan el disolvente adecuado, un dispositivo de esponjas, cepillos, mechas, etc. que transfieren el disolvente por contacto a la posición requerida, y chorros de vapor de disolvente dirigidos al extremo abierto de la separación para condensar el vapor directamente sobre la cápsula.

Además de dispensar el volumen necesario uniformemente alrededor de la entrada de la separación, el sistema debe eliminar cualquier exceso de disolvente líquido sobre la superficie de la cápsula antes de que ablande el material. Esto se puede lograr por diferentes medios, incluso la aspiración para succionar el líquido alejándolo, chorros de aire para soplar el líquido fuera de a superficie, mechas para absorber el líquido por contacto, fuerza centrífuga para derivar el exceso de líquido, zarandeo para echar fuera el exceso de líquido o combinaciones de estas medidas.

La realización preferida del aparato de sellado de la invención hace uso de 3 boquillas de pulverización espaciadas 120º alrededor de la circunferencia dirigidas a la abertura externa de la separación de superposición con exceso de líquido que es eliminado por una combinación de de chorros de aire y de aspiración. Además del control preciso del volumen y localización con el que se aplica el disolvente, hay que mantener la temperatura de la cápsula, del disolvente y la atmosférica dentro de límites definidos. El grado de control necesario depende de los materiales y de la variabilidad del entorno. El aparato está provisto con un sistema de control de la temperatura idóneo para hacer posibles las condiciones convenientes para la operación en una variedad amplia de entornos.

Eliminación del disolvente

La tercera exigencia es eliminar el disolvente de la separación de manera que genere una fuerza para mantener las superficies juntas mientras se secan. El procedimiento fundamental para la eliminación del disolvente es en forma de vapor, lográndose su transporte mediante su retención en una corriente de aire a la temperatura conveniente. El transporte del disolvente desde la abertura al aire tiene lugar mediante varios mecanismos como el flujo a lo largo de la separación para mantener la evaporación desde la superficie líquida expuesta, difusión a través del material de la cubierta de la cápsula para su evaporación desde la superficie exterior, difusión a través del material del cuerpo de la cápsula y mezclado con o absorción dentro del fluido contenido, y difusión hacia el interior y vinculación al material de la cápsula tanto de la cubierta como del cuerpo.

Todos estos procedimientos pueden participar en el proceso de secado de manera que se eliminen el disolvente sin introducir aire. Cuando ocurre esto, la presión atmosférica fuerza las superficies de la cubierta y del cuerpo entre sí con una presión de hasta 100.000 Newton por metro cuadrado.

Todos estos mecanismos de transporte se aceleran si se incrementa la temperatura. Sin embargo, la temperatura excesiva puede conducir a situaciones que previenen la formación de una buena unión, por ejemplo, burbujas de vapor que dan forma y distorsionan la superficie, velocidades del flujo de líquido excesivas que permiten la retención de aire, elevación de la presión interna que desplaza aire del interior de la cápsula a través de la abertura, tensión térmica que distorsiona la cápsula, o secado excesivo de las superficies exteriores que incrementa la rigidez y previene el cierre.

La presente invención optimiza la temperatura y el flujo de aire para lograr el secado de la cápsula a una velocidad comercialmente aceptable sin degradar la calidad del sellado a causa de cualquiera de los mecanismos descritos anteriormente.

A continuación se va a describir en detalle una realización preferida del aparato de sellado de cápsulas.

En una realización preferida todas las exigencias y dispositivos para el sellado efectivo se aplican en una máquina independiente.

Esta realización tiene una tolva de entrada que puede recibir cápsulas de cualquier origen a cualquier velocidad. Típicamente las cápsulas se deben introducir usando un transportador o un sistema de transporte neumático.

En esta etapa las cápsulas se mantienen cerradas mecánicamente por medio de las características de las cubiertas y los cuerpos de la cápsula y de un sello parcial suficiente para prevenir que el contenido de las cápsulas se escape afuera durante le transporte mecánico con el sistema de sellado.

La tolva está diseñada para introducir cápsulas en varios tubos de entrada que transportarán las cápsulas hacia el interior del aparato de sellado. Las cápsulas se introducen desde la tolva al interior de los tubos por gravedad siendo asistidas en su movimiento por un movimiento vertical alternativo de los tubos de entrada a lo largo de una distancia de entre 0,5 cm. y
5,0 cm. a una velocidad diseñada para asegurar un movimiento regular sin obstrucciones.

Se puede insertar una estación de orientación optativa de la cápsula entre la tolva y los tubos de alimentación para asegurar que las cápsulas entren en los tubos con una orientación predeterminada. Esta función no es necesaria para un sellado eficiente, sino que se puede usar en combinación con una cabeza de tipo spray reducida diseñada para minimizar el volumen del disolvente utilizado o para limitar el ablandamiento de las superficies exteriores de la cápsula.

En una realización se utilizan seis tubos de entrada y este número se debe tomar como ejemplo para descripciones posteriores, sin embargo se pueden usar aplicaciones con cualquier número de rutas paralelas para satisfacer la producción total exigida.

En los tubos de entrada se impide que las cápsulas se muevan por medio de sujetadores mecánicos cuyos ciclos de apertura son controlados por el controlador del sistema. Con el fin de aplicar la función de sellado hay que realizar varias acciones con cronometrado y relaciones de precisión. En la realización preferida todas estas acciones se controlan usando un Controlador Lógico Programable (PLC) de manera que las secuencias y los momentos oportunos se puedan ajustar para satisfacer las exigencias de una serie de sistemas de disolvente para su adopción a diferentes diseños de la cápsula y materiales.

Un aspecto de la presente invención es que el PLC posibilita que una sola máquina pueda funcionar con diferentes procesos, materiales y tamaños de cápsula.

Las acciones demandadas por el controlador se pueden lograr usando combinaciones de una serie de accionadores, incluso pero no limitados a solenoides, válvulas y cilindros neumáticos, motores y levas.

Al inicio del ciclo de sellado el PLC libera la retención del sujetador de las cápsulas y permite que la cápsula inicial de cada tubo caiga dentro de la localización en la que va a tener lugar el sellado. Este punto se conoce como la barra de pulverización. La barra de pulverización tiene un mecanismo para mantener las cápsulas en posición mientras que el disolvente se pulveriza sobre la sección media de las cápsulas de manera que está en contacto uniforme con todo el alrededor del extremo de superposición de la cubierta sobre el cuerpo. Esto se logra rodeando cada cápsula con un colector anular en el que están situados varios orificios pequeños. Estos orificios están situados e inclinados de manera tal que el líquido que emana de ellos llega a las cápsulas en la localización deseada. Cuando las cápsulas no están orientadas, en ese caso el área de la cápsula que encuentra el disolvente debe ser tal que cualquiera que sea la orientación, la cápsula que está en el extremo de la separación se cubra de disolvente. Cuando las cápsulas están orientadas, el área cubierta por el disolvente se puede reducir justo al área alrededor del extreme de la abertura. Con el fin de lograr la cobertura deseada los orificios están inclinados, típicamente a 45º y espaciados uniformemente alrededor de la cápsula.

Cada barra de pulverización tiene orificios en cada uno de los tubos de alimentación de cápsulas, típicamente 6, y el líquido se introduce en las boquillas de pulverización por medio de un colector situado dentro de la barra de pulverización. El líquido es forzado desde las boquillas sobre las cápsulas presurizándolo conectándolo a una fuente de suministro presurizada permanentemente por medio de una válvula de control. La forma y volumen del disolvente enviado a la cápsula se controla por medio del controlador de la válvula de EFD ajustando el tiempo que la válvula está abierta y la presión de la fuente de suministro. Para prevenir el envío de disolvente cuando no es necesario, se pueden incluir válvulas de protección adicionales en la línea de distribución.

El sistema típicamente distribuye volúmenes de líquido en un entorno de 20 \mul a 200 \mul a cada cápsula, demandando presión en el entorno de 1 baria de manómetro a 5 barias de manómetro tiempos de pulverización entre 0,1 segundos y 1,0 segundos, dependiendo del tamaño y del material de la cápsula.

La velocidad y el volumen del flujo de disolvente hacia el interior del espacio anular alrededor de la cápsula se pueden ajustar para lograr la forma deseada de asegurar una penetración uniforme del disolvente en la separación entre la cubierta y el cuerpo. Esto incluye condiciones como alta velocidad para formar una neblina de aerosol, velocidad media para formar un chorro de líquido sobre la superficie, y una baja velocidad para formar un anillo de líquido que se expande solo para tocar la cápsula.

El sistema suministra más disolvente que el que se puede absorber en la separación con el fin de asegurar que el área esté bien abastecida de disolvente. El exceso de solución se elimina de alrededor de la cápsula mediante succión por vacío y/o chorros de aire. Esta acción también está controlada por el PLC el aire/disolvente se elimina del área alrededor de cada cápsula por medio de una serie de orificios adicional situada contigua a las boquillas de pulverización. Estos orificios están interconectados por un segundo colector de la barra de pulverización y, en consecuencia, conectados a una bomba de vacío y a un vaso de recogida en el que el vapor de disolvente se puede condensar reteniendo el líquido.

A la terminación de la pulverización del disolvente y de la eliminación del exceso, las cápsulas tienen el disolvente en posición en la separación pero están todavía adherentes por la acción del disolvente sobre las superficies exteriores. Las cápsulas se deben secar seguidamente en condiciones controladas cuidadosamente de manera que el sello se forme correctamente y las cápsulas no se peguen entre sí o queden dañadas cosméticamente por pegarse a otras superficies.

El procedimiento por el que se logra esto en la realización preferida es rotar la barra de pulverización alejándola de los tubos de alimentación para alinear las cápsulas con los puertos de entrada en un cesto de secado. Esto se logra montando las barras de pulverización dentro de un cilindro que puede rotar. Para retirar las cápsulas de la barra de pulverización se hace girar el cilindro 120º y las cápsulas son expulsadas por una combinación de varillas de empuje y chorros de aire. The capsulas caen en tubos de alimentación individuales inclinados 60º respecto de la vertical en un extreme dentro de un cesto de secado.

Para mantener una alta capacidad de producción el cilindro en el que están montadas las barras de pulverización tiene fijaciones para 3 barras de pulverización a intervalos de 120º. La rotación de expulsar lleva una nueva barra elástica bajo los tubos de alimentación lista para el inicio del próximo ciclo.

Una función adicional permite que el cilindro de barras de pulverización gire en sentido contrario, cuando está dirigida por el PLC, y que las cápsulas a expulsar dentro de un conducto separado que no se introduzcan en el cilindro sino en una salida aparte. Esto permite retirar las cápsulas de la máquina después del sellado, pero antes del secado con el fin de realizar medidas de diagnóstico o de proceso.

Con el fin de que la máquina opere con cápsulas de tamaños diferentes, aunque manteniendo un control preciso tanto de la introducción de las cápsulas como de la operación de sellado, es necesario realizar algunos cambios en el software para su adaptación a un cambio del tamaño de la cápsula. La realización preferida limita estos cambios a un pequeño número de elementos de fácil acceso, tal como el conjunto de tubos de alimentación, las barras de pulverización, y el cedazo de salida.

Además, para asegurar la operación correcta de la máquina, se pueden emplear varios sensores para asegurar que las cápsulas y los fluidos estén disponibles y hayan sido transportados correctamente. Estos pueden incluir un sensor óptico en la tolva de entrada para determinar que las cápsulas están disponibles, sensores ópticos de fibra en los tubos situados entre las barras de pulverización y el cilindro desecado, sensores de presión y vacío en las localizaciones convenientes, y sensores de flujo.

El cesto dentro del que son expulsadas las cápsulas después del llenado comprende un dispositivo de malla abierta tubular con guías espirales internas. El cilindro rota lentamente de manera tal que la espiral interna hace que las cápsulas que caen sobre ella desde los lados, cuando se eleven por la rotación, se desplacen a lo largo del eje del cilindro. De esta manara las cápsulas voltean suavemente alrededor del cilindro siguiendo una ruta espiral de la guía o guías espiral(es) interna(s).

Funciones del cesto de secado

Las condiciones en las que se secan las cápsulas después de que el disolvente ha sido introducido en la separación son críticas para el logro de un buen sellado. Las funciones clave que es preciso lograr en el secado son:

- las cápsulas son transportadas a través de la zona de secado en un contenedor de almacenamiento a granel;

- el tiempo que las cápsulas están en la zona de secado se controla para asegurar que las cápsulas estén suficientemente secas cuando entren en el almacenamiento a granel para que no se peguen entre sí;

- el aire fluye sobre todas las cápsulas para lograr un secado rápido uniforme;

- el contacto entre cápsulas se minimiza para prevenir que se peguen entre sí;

- el contacto con el cesto se minimiza para prevenir el pegado con las paredes: y

- el impacto mecánico de las cápsulas se minimiza para prevenir daños.

El dispositivo de cesto de secado preferiblemente tiene un diseño que comprende una estructura cilíndrica fabricada predominantemente con una malla de acero inoxidable. El material dentro del que está preferiblemente una guía espiral doble es también un material de acero inoxidable.

Las dimensiones del cilindro son, preferiblemente una longitud de entre 600 y 1.000 mm y un diámetro de entre 100 mm y 200 mm, siendo una longitud de 800 mm y un diámetro de 160 mm las dimensiones de una realización preferida. La relación entre el diámetro y la longitud se elige para controlar los aspectos de funcionamiento mecánico, la longitud es una función de la duración necesaria en la zona de secado y el diámetro es una función de la cantidad de cápsulas a manejar.

En esta aplicación, con las dimensiones mencionadas anteriormente, se elige la longitud para producir un tiempo de residencia de la cápsula en el cesto de secado de entre 10 segundos t 100 segundos.

El cesto de secado cilíndrico se orienta con su eje horizontal. En la realización preferida, el cesto está limitado por rodillos para que pueda rotar libremente alrededor del eje horizontal. Los rodillos pueden estar fabricados para proveer una función suficiente para que uno de estos rodillos pueda ser accionador y hacer que rote el cesto de secado o el cesto puede ser accionado directamente por un acoplamiento situado en un extremo. El procedimiento de apoyo y de accionamiento rotacional debe proveer un flujo de aire libre a través del cesto y ser compatible con las exigencias de limpieza y de mantenimiento de la limpieza.

En una realización la espiral doble interna tiene la función de hacer que la cápsula voltee en una dirección axial a medida que se hace rotar el cesto. La inclinación y forma de la espiral son críticas para asegurar que todas las cápsulas sean transportadas axialmente a la misma velocidad. En esta realización, la espiral está fabricada con álabes que abarcan desde un eje central hasta la malla del cilindro. Cada álabe consta de dos brazos opuestos diametralmente que abarcan desde el eje central hasta el alambre de la malla del cilindro. Cada álabe está montado sobre el eje que rota respecto de sus vecinos a lo largo de un ángulo fijo. Este ángulo es típicamente de 12º. Los álabes están estampados en frío a partir de chapa de acero inoxidable típicamente de 0,75 mm de espesor y, optativamente, puede estar recubierta con PTFE para asegurar una energía superficial baja. La unión de los álabes al eje y al cilindro se lleva a cabo mediante accesorios mecánicos incorporados en su diseño. Para facilitar esto el eje tiene surcos circulares para incorporar los álabes con un espaciado elegido para permitir la inclinación de la espiral deseada. Esta inclinación es típicamente de 5,993 mm con 118 álabes que produce una estructura espiral gemela con una inclinación de la espiral de 179,8 mm. El eje tiene superficies planas diametralmente opuestas y los álabes tienen un perfil correspondiente a su orificio central de manera que los álabes se pueden deslizar sobre el eje y bloquear sobre el eje en el surco deseado para su rotación. La unión de los álabes al cilindro se realiza mediante surcos sobre el perfil exterior de los álabes para concordar con los alambres axiales unidos al interior de la malla cilíndrica. En una realización típica se utilizan 30 alambres con una separación de 12 grados para concordar con la disposición de los álabes. El montaje de los álabes en el cesto se realiza deslizando los álabes sobre el eje y girándolos hasta que se bloquean en posición. La malla del cilindro exterior está construida para combinar las funciones de contención de las cápsulas y de provisión de accesorios de unión para los álabes maximizando al mismo tiempo el área abierta para permitir un buen flujo de aire. Para lograr esto están soldados 134 anillos separados de 0,16 mm de diámetro de alambre de acero inoxidable alrededor de 30 alambres longitudinales de 0,2 mm de diámetro de acero inoxidable dispuestos en 121 incrementos alrededor del círculo. Los alambres longitudinales están dentro de alambres circunferenciales de manera que actúan como elementos de unión de los álabes.

Una realización alternativa utiliza cestos separados construidos con secciones separadas para permitir su fácil extracción. En esta realización se emplea una construcción espiral de 3 cm. de manera tal que cada espiral tiene una inclinación de 240 mm y el cesto tiene un diámetro interior de 185 mm. El cesto exterior y los brazos espirales están fabricados de estampaciones en frío planas cada uno con los tres brazos formados en él y con un reborde almenado tal que cuando se superponen junto con una compensación de 6º alrededor de un eje central, las capas están separadas aproximadamente 4 mm por el almenado y forman una espiral interna con la inclinación necesaria. Funciones conocidas entrelazan las secciones entre sí para permitir el accionamiento desde un extremo que haga girar todas las secciones.

Las construcciones del cesto de secado en las realizaciones descritas anteriormente son ejemplos de medios para lograr las condiciones de transporte exigidas cuando las cápsulas pasan a través de las zonas de secado. El concepto también se puede realizar usando una variedad de diseños y técnicas de construcción. Esto incluye, pero no se limita a cestos de sección rectangular con deflectores inclinados planos dispuestos de manera que cuando el cesto gira las cápsulas se desplazan en el cesto en una dirección como se muestra en la figura 2.

La sección rectangular puede reducir el coste de fabricación significativamente.

Otras alternativas son un sistema de cinta transportadora en el que la cinta transportadora tiene una estructura de malla abierta para permitir que el aire circule alrededor de las cápsulas, en el que la vibración o el chorro de aire se puede usar, optativamente, para mantener las cápsulas sin que se peguen entre sí o a la cinta, o un tubo de caída contra el flujo en el que se introduce en la parte inferior de un tubo vertical a una velocidad ajustada de manera que el peso de las cápsulas sea apenas superior al arrastre aerodinámico de la corriente de aire ascendente. Por lo tanto, la velocidad descendente de las cápsulas se puede ajustar ajustando la velocidad del aire resultante en un tránsito de duración sufriente para secar el exceso de fluido.

En otra realización preferida del dispositivo de cesto de secado el elemento central tiene 3 brazos que forman 3 espirales entrecruzadas inclinadas de manera tal que la espiral hace entre 2 y 3 vueltas a lo largo del cesto de secado.

La naturaleza de la malla abierta tanto del cilindro exterior como de los brazos espirales permite el flujo de aire a través del cesto de secado para mezclarse libremente con las cápsulas.

Para contener el cesto este está alojado en un contenedor cercado con paredes sólidas circundantes con respiraderos para que el aire entre y salga. El aire entra por medio de dos o más aberturas axiales en la base del cesto. Las aberturas están dimensionadas para asegurar que el aire que entra tenga una alta velocidad de manera tal que sea suficiente para elevar las cápsulas de la superficie inferior del cesto y reforzar la acción de volteo asegurando que las cápsulas ni se peguen a las paredes ni entre sí. El aire sale de la cámara por medio de puertos situados en el extremo opuesto al de introducción de las cápsulas.

El aire introducido en el cesto de secado procede de una unidad de compresor capaz de suministrar grandes volúmenes de aire a una gran velocidad. Para acondicionar el aire a la temperatura de calentamiento o de enfriamiento deseada los intercambiadores de calor están montados entre el compresor y el punto de entrada de la abertura. El aire que entra en el compresor desde el ambiente se eleva en temperatura por medio de su compresión y así, sin otros acondicionamiento, entrará en el secador a una temperatura entre la ambiental y 30ºC superior a la ambiental. Calentando o enfriando se pueden controlar los límites para mantenerla dentro del entorno 5ºC a 80ºC. El intercambiador de calor de enfriamiento es preferiblemente un sistema de aire-agua de forma similar al usado en automóviles. El escape del cesto de secado es tomado por una bomba de aire adicional de gran volumen que dirige el aire y el vapor de disolvente a lo largo de un conducto alejándolo de la máquina.

Seguidamente el aire residual se puede purgar bien en el emplazamiento, al aire exterior por medio de conductos y chimenea, o en un condensador/lavador para eliminar el disolvente y acondicionar el aire residual para su emisión.

La elección del sistema de extracción depende del emplazamiento de operación y del disolvente empleado.

El uso de bombas de suministro e extracción aire en masa permite ajustar la presión en el cesto. Cuando se va a evitar la emisión del disolvente al aire circundante, es importante que en todas las localizaciones dentro del secador la presión sea inferior que la presión ambiental. El PLC puede controlar los motores que accionan ambas bombas y por lo tanto se pueden ajustar tanto la presión como el flujo independientemente.

La acción de la espiral en el cesto de secado da lugar a que el tiempo de residencia de una cápsula en el cesto de secado se controle simplemente mediante la velocidad de rotación. Cuando una cápsula llega al extremo del cesto cae en una criba y desciende al interior de un contenedor de almacenamiento o a un mecanismo de transporte.

Cuando el disolvente en uso no se debe emitir al aire del emplazamiento, se pueden incluir funciones adicionales en el sistema para asegurar que todo el disolvente es eliminado por la purga de aire. Esto incluye escudos de protección alrededor del conjunto de cilindros de barras de pulverización que constituyen un volumen sustancialmente cerrado conectado a la bomba de aire de escape para asegurar la eliminación de cualquier vapor emitido en el área, un escudo de protección transparente para instalarlo en el emplazamiento del conjunto de tubos de alimentación para que el operador pueda visualizar las barras de pulverización en las que se ha descargado disolvente, antes de comenzar un periodo de sellado, como comprobación visual de su funcionamiento, equilibrado de la presión de los flujos de aire para asegurar que todos los volúmenes que contienen disolvente se mantienen a una presión inferior a la atmosférica, una configuración del flujo de aire en la salida para permitir que las cápsulas salgan sin pérdida de vapor de disolvente, en casos extremos las cápsulas que salen del secador pueden ser alojadas en un contenedor sellado por medio del cual el aire es soplado para su desecho y eliminar cualquier vapor de disolvente residual, interbloqueos de control para prevenir el acceso a las partes de alimentación de líquido o a la máquina durante un periodo después de una pulverización que permita que el flujo de aire elimine el vapor de disolvente residual, y/o elección de todos los materiales en contacto con el líquido o vapor del disolvente para asegurar que no haya degradación a largo plazo.

Claims (8)

1. Un procedimiento de sellado de una cápsula de cáscara dura que tiene partes del cuerpo coaxiales que se superponen cuando se unen telescópicamente entre sí, formando de esta manera una separación alrededor de una circunferencia de la cápsula, que comprende las etapas de:

aplicación individualmente de un líquido sellante que incluye un disolvente uniformemente en el borde externo de una cápsula a sellar para formar un anillo líquido alrededor de la circunferencia de la cápsula,

eliminación del exceso de líquido sellante del exterior de la cápsula,

secado de la cápsula aplicando energía térmica desde el exterior mientras la cápsula voltea delicadamente y se transporta sobre una ruta espiral horizontal en un dispositivo de cesto de secado.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el exceso de líquido sellante se elimina mediante una combinación de chorros de aire y aspiración.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que la velocidad del flujo durante la aplicación del líquido sellante está controlada de manera tal que el anillo líquido formado se expande hasta justo tocar la cápsula.

4. Un aparato para el sellado de una cápsula de cáscara dura que tiene partes del cuerpo coaxiales cuando se unen telescópicamente entre sí, formando de esta manera una separación alrededor de una circunferencia de la cápsula, que comprende:

medios para la aplicación individualmente de un líquido sellante que incluye un disolvente uniformemente en el borde externo de una cápsula a sellar para formar un anillo líquido alrededor de la circunferencia de la cápsula,

medios para eliminar el exceso de líquido sellante de la cápsula.

medios para el secado de la cápsula aplicando energía térmica desde el exterior mientras la cápsula voltea delicadamente y es transportada sobre una ruta espiral horizontal en un dispositivo de cesto de secado.

5. El aparato de la reivindicación 4, en el que dichos medios para la aplicación individualmente de un líquido sellante comprenden una pluralidad de boquillas de pulverización espaciadas uniformemente alrededor de la circunferencia de la cápsula y dirigidas a la abertura externa de l abertura de superposición y medios para controlar la temperatura del líquido sellante, de la cápsula y de la temperatura atmosférica en la separación.

6. El aparato de la reivindicación 4 o 5, en el que dicho medio para el secado de la cápsula comprende un dispositivo de cesto de secado cilíndrico que puede rotar con un dispositivo de álabes internos que se extienden a lo largo del eje del cilindro y dispuestos de manera tal que la cápsula voltea y es transportada sobre una ruta espiral a la rotación del dispositivo de cesto de secado.

7. El aparato de la reivindicación 6, en el que dicho dispositivo de cesto de secado cilíndrico está rodeado por un contenedor de vallado sólido con respiraderos de aire y con medios que están provistos para introducir aire acondicionado en grandes cantidades a una gran velocidad en el dispositivo de cesto de secado.

8. El aparato de la reivindicación 6 o 7, en el que dicho dispositivo de cesto de secado tiene una sección transversal rectangular y deflectores inclinados planos como el dispositivo de álabes internos.