ES2299858T3 - Dispositivo para el tratamiento de materia particulada. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el tratamiento de materia particulada, con una cámara de proceso (16, 56) para alojar y tratar la materia, que presenta un asiento (18, 58) que está construido por varias capas conductoras (22-24; 62, 63) anulares, sobrepuestas y solapadas, entre las que se encuentran ranuras anulares (25, 26) a través de las que se puede introducir aire de proceso (28, 68) con un componente de movimiento básicamente horizontal, radial y orientado hacia fuera, estando dispuesta en el centro del asiento (18, 58) una boquilla anular (30, 70), cuya embocadura (32) está conformada de modo que es pulverizable una pulverización plana (44), que discurre paralelamente al plano del asiento.

Description

Dispositivo para el tratamiento de materia particulada.

Dispositivo para el tratamiento de materia particulada, con una cámara de proceso para alojar y tratar la materia, que presenta un asiento que está construido por varias capas conductoras anulares, sobrepuestas y solapadas, entre las que se encuentran ranuras anulares a través de las que se puede introducir aire de proceso con un componente de movimiento básicamente horizontal, radial y orientado hacia fuera.

Un dispositivo de este tipo es conocido, por ejemplo, a través de la patente DE 102 48 116 B3.

Esta clase de dispositivos conocidos sirven para secar, granular y revestir una materia particulada. Un elemento gaseoso, también llamado aire de proceso, es introducido a través del asiento en la cámara de proceso, penetrando a través de las numerosas ranuras entre las placas conductoras entresolapadas alineadas más o menos horizontalmente, en la cámara de proceso. A través de las placas conductoras anulares entresolapadas, entre las cuales están conformadas numerosas ranuras, se conforma en la cámara de proceso un flujo de aire de proceso dirigido desde el radial interior hacia el radial exterior y que es desviado por la pared de la cámara de proceso hacia arriba. En este caso, la materia a tratar es también arrastrada, pero debido a la fuerza de gravedad cae en el centro hacia abajo, llegando nuevamente a la bolsa de aire del aire de proceso. Si se añade además aire de proceso, un cierto componente perimetral, se forma paulatinamente un anillo de corriente inducida de circulación toroidal.

En el caso de que se tengan que conformar aglomerados más grandes de polvos finos, es decir, que se deba granular la materia, se pulveriza el anillo toroidal con una substancia pegajosa a través de las boquillas. En la patente mencionada inicialmente DE 102 48 116 B3, se encuentran insertadas boquillas de pulverización orientadas oblicuamente hacia arriba, por ejemplo, en la pared del recipiente que envuelve a la cámara de proceso.

En el caso de revestimiento, se debe aplicar una capa de revestimiento lo más homogénea posible sobre un cuerpo grande ya existente, es decir, se debe pulverizar.

Se conoce una gran variedad de configuraciones de boquillas que tienen en común, la capacidad de poder pulverizar, mayormente una substancia de tratamiento líquida o también particulada mediante aire de pulverización en forma de una fina niebla. Para ello, se ha hecho conocido, por ejemplo, la expulsión del líquido bajo gran presión a través de boquillas ranuradas y a través de embocaduras para aire de pulverización, ya sea por un lado o por ambos lados de la columna líquida.

Por la patente DE 102 32 863 A1 se conoce una boquilla de pulverización que en sección transversal presenta canales de flujo anulares. Según el ángulo de pulverización y el ángulo de enlazamiento se producen pulverizaciones en forma de chorro, cuneiforme o más o menos plana. En el caso de un ángulo de pulverización de 180º y de un ángulo de enlazamiento de 360º se produce una pulverización casi plana.

Una meta de esta tecnología que se aplica ampliamente en el sector farmacéutico, es lograr un resultado lo más homogéneo posible, es decir, conseguir granulados con una distribución granular muy estrecha, mientras que en el revestimiento, conseguir una capa de revestimiento lo más homogénea posible, es decir, especialmente un revestimiento del mismo espesor en todas las partículas de la carga que se encuentran en el aparato. Un grave problema consiste en que partículas de materia que pululan incontroladamente, que están salpicadas con un líquido de pulverización húmedo y mayormente pegajoso, se adhieren mutuamente conformando aglomerados no deseados.

Por este motivo, son bienvenidas las relaciones de flujo exactamente definidas en el baño de materia rotatoria toroidal, que permiten un resultado de tratamiento óptimo. Especialmente deseado es que las partículas que tras la pulverización adquieren la forma de una trayectoria de vuelo, en la que se repelen y no se atraen mutuamente a fin de evitar la conformación de aglomerados no deseados.

Por lo tanto, el objetivo del presente invento es encargarse de optimizar esta clase de dispositivos para el tratamiento de materia particulada, de modo que se pueda conseguir un desarrollo de movimiento harmónico con un resultado de tratamiento óptimo.

Este objetivo se consigue según el invento, disponiendo en el asiento de un dispositivo del tipo anteriormente mencionado, una boquilla anular, cuya embocadura está conformado de modo que se realiza una pulverización plana que discurre más o menos paralelamente al plano del asiento.

La combinación de una boquilla anular de este tipo con un asiento de placas conductoras anulares con un flujo de aire de proceso orientado de dentro hacia fuera, conduce sorprendentemente a una conducción de materia y aire especialmente harmónica. El aire de proceso que sale a través de la ranura anular se conforma radialmente desde dentro hacia fuera encima de la bolsa de aire deslizante sobre el asiento, que conduce la materia a tratar radialmente hacia fuera en un habitáculo disponible que es cada vez mayor, es decir, que las partículas se repelen primeramente.

El aire de proceso conducido hacia arriba en la pared, arrastra consigo verticalmente hacia arriba las partículas a tratar. Estas se separan del aire de proceso de contraflujo y son orientadas radialmente hacia el centro interior y caen debido a la fuerza de gravedad, más o menos en el centro sobre la bolsa de aire de proceso del aire de proceso que atraviesa el asiento. A través de la previsión central de la boquilla anular con la pulverización plana realizada por ésta, se puede pulverizar homogéneamente la materia que cae e inmediatamente después puede ser movida radialmente hacia fuera en forma de chorro, es decir, alejándose una de otra. Al caer verticalmente las partículas son pulverizadas selectivamente por la pulverización, amortiguadas por la bolsa de aire del aire de proceso y desplazadas radialmente hacia fuera. Tras abandonar la pulverización, la otra ruta orientada radialmente hacia fuera juntamente con el siguiente movimiento ascendente verticalmente y el movimiento que retorna nuevamente al centro, están disponibles para secar las partículas pulverizadas mediante el aire de proceso y para solidificarlas correspondientemente antes de que lleguen nuevamente a la pulverización. A través del enlazamiento de 360º de la pulverización, toda la materia que cae centralmente puede ser pulverizada homogéneamente por el líquido pulverizante.

Se determinó sorprendentemente que mediante esta combinación se puede lograr un tratamiento óptimo armónico de la materia. La boquilla anular trabaja de manera "centrada" y "bajo lecho". La materia que cae sobre la pulverización es admitida y tratada especialmente harmónica- y homogéneamente por la bolsa de aire.

Incluso en el caso de grandes planteamientos de prueba, hasta 650 kg., se lograría una perfección de un proceso de granulado, revestimiento y de secado. La bolsa de aire del lado del asiento mantiene la superficie del asiento completamente libre de material pulverizado, es decir, se aplica todo el material pulverizado en la materia, de modo que no se presentan pérdidas de pulverización, lo cual es especialmente importante en el sector farmacéutico.

En otra configuración del invento están previstas aperturas de salida para aire de soporte entre la embocadura de la boquilla anular y el asiento situado debajo para conseguir una bolsa de soporte en la cara inferior de la pulverización.

Es de conocimiento general que en la zona próxima de una embocadura de la boquilla se produce una cierta depresión que conduce a la formación de restos de material junto a la embocadura de la boquilla. En la pulverización mencionada inicialmente no se ve ningún problema en su cara superior ya que allí caen en el centro las partículas de materia, que son desplazadas horizontalmente. Sin embargo, en la cara inferior de la pulverización, estas zonas de depresión pueden causar acumulaciones de partículas progresivamente. A través de la previsión de aperturas de salida adicionales se crea un aire de soporte, que sopla liberando esta zona en la cara inferior de la boquilla anular. Otro efecto adicional consiste en que el aire de soporte puede soportar efectivamente la pulverización plana pulverizada en su cara inferior, impidiendo que la pulverización se desplace hacia abajo involuntariamente debido a la fuerza de gravedad o al cono de pulverización que se forma en sección transversal. De este modo se evita que se produzcan pérdidas de pulverización o que se adhieran materiales pegajosos en la cara superior del asiento.

En otra configuración del invento se pone a disposición el aire de soporte mediante la propia boquilla anular y/o mediante el aire de proceso.

Estas medidas permiten configuraciones muy variables de la consecución del aire de proceso. Pueden estar previstas aperturas de salida en la boquilla anular a través de la cual sale una parte del aire de pulverización para contribuir a la conformación de aire de proceso. De manera adicional o alternativa, partes del aire de proceso, que fluye a través del asiento, pueden ser conducidas en dirección a la cara inferior de la pulverización, contribuyendo de esta manera a la conformación del aire de soporte.

En otra configuración del invento, la boquilla anular presenta una cabeza más o menos cuneiforme y la embocadura discurre a lo largo de una superficie de sección cuneiforme circular.

Esta medida tiene la ventaja que a través de un cono, las partículas de materia que se mueven homogéneamente desde arriba hacia abajo, son conducidas suave y selectivamente sobre la pulverización que es pulverizada por la ranura de pulverización circular en la cara inferior del cono.

En otra configuración del invento, en la zona situada entre la embocadura y el asiento situado debajo, está prevista una pared de cono truncado que presenta aperturas de paso para el aire de soporte.

Esta medida tiene la ventaja, que el movimiento de desvío armónico mencionado anteriormente es mantenido a través de la prolongación del cono truncado y por que en esta zona puede salir aire de soporte a través de las aperturas de paso y por que se encarga del soporte correspondiente en la cara inferior de la pulverización.

En otra configuración del invento está conformada entre la cara inferior de la pared de cono truncado, una ranura anular para el paso de aire de proceso.

Esta medida tiene la ventaja, que el traspaso de las partículas de materia sobre la bolsa de aire del asiento se puede controlar de forma especialmente eficaz y que empezando directamente en la zona debajo de la boquilla se puede realizar selectivamente.

En otra configuración del invento está dispuesta sobre la boquilla anular, una embocadura de una alimentación de un material.

Se determinó, que debido al flujo armónico de la combinación seleccionada de ranuras anulares y boquilla anular, se puede alimentar eficazmente un material adicional. Por lo tanto, es posible alimentar, por ejemplo, un polvo directamente en el centro de la pulverización durante su conformación, de modo que se puede adherir firmemente un polvo sobre la superficie de la materia a tratar, convertida en pegajosa a través de la boquilla. De este modo se puede lograr un veloz incremento del espesor de la capa durante el revestimiento. Esta no es la única ventaja. Otra ventaja considerable consiste en que se puede alimentar por ejemplo, un aditivo sensible a la humedad, de modo que no puede ser procesado en una suspensión o en una solución y tampoco pulverizado a través de la boquilla anular. En este caso, la boquilla anular pulveriza sólo la substancia "pegajosa", mientras que el propio aditivo es alimentado de manera central como polvo. Esta otra alimentación que naturalmente se debe considerar desde el punto de vista fluidotécnico, como un parámetro adicional, se puede realizar, puesto que debido a la combinación mencionada, se puede lograr un flujo armónico y muy bien
definido.

En otra configuración del invento están dispuestas entre las placas conductoras anulares, elementos conductores que aplican adicionalmente al aire de proceso que atraviesa de lado a lado, un componente de flujo perimetral.

Esta medida en sí conocida, tiene la ventaja, que a través de estos elementos conductores puede aplicar los componentes de movimiento perimetrales correspondientes para conformar la cinta rotatoria toroidal en partículas de materia arremolinadas homogéneamente, de modo que pueden presentarse homogéneamente sobre la pulverización plana.

Se entiende que las características mencionadas anteriormente y las por mencionar, pueden ser aplicadas no sólo en las combinaciones citadas, sino también en otras combinaciones o individualmente sin abandonar el marco del presente invento.

A continuación se expondrá el invento en base a algunos ejemplos de fabricación seleccionados en relación con los planos adjuntos. Se muestra en la:

Figura 1, una sección diametral fuertemente esquematizada a través de un dispositivo para el tratamiento de materia particulada y la

Figura 2, una sección correspondiente con una alimentación adicional para otro material.

Un dispositivo para el tratamiento de materia particulada representado en la figura 1 está caracterizado con el número de referencia 10.

El dispositivo 10 presenta un recipiente 12 con una pared cilíndrica empinada 14. Esta pared envuelve una cámara de proceso 16 correspondiente.

La cámara de proceso 16 presenta un asiento 18 debajo del cual se encuentra una cámara de contraflujo 20.

El asiento 18 está construido por diez capas conductoras anulares en total, sobrepuestas y solapadas como se conoce, por ejemplo, a través de la patente mencionada DE 192 48 116 B3. Las diez placas conductoras están sobrepuestas, de modo que una placa anular externa unida a la pared 12 conforma una inferior, sobre la cual están dispuestas las otras nueve placas anulares internas que solapan parcial- y respectivamente a la que se encuentra inmediatamente debajo de la respectiva placa.

Por motivos de visibilidad, sólo algunas placas conductoras están marcadas con números de referencia, por ejemplo, las placas colocadas una sobre la otra 22 y 23. A través de esta sobreposición y distanciamiento se ha conformado entre dos placas conductoras, una ranura anular 25 respectivamente, mediante la cual puede atravesar aire de proceso 28 a través del asiento 18, con un componente de movimiento orientado básicamente de forma horizontal, como ya se conoce. 037 En la placa conductora 24 interna superior central está insertada desde abajo en su apertura central, una boquilla anular 30. La boquilla anular 30 presenta una embocadura 32 que presenta en total tres ranuras de embocadura 33, 34 y 35. Todas estas ranuras de embocadura 33, 34 y 35 están alineadas de modo que pulverizan más o menos paralelamente al asiento 30, es decir más o menos horizontalmente con un ángulo de enlazamiento de 360º. A través de la ranura superior 33, así como de la ranura inferior 35 se expulsa aire de pulverización y a través de la ranura central 34, el líquido a pulverizar.

La boquilla anular 30 presenta un cuerpo 36 en forma de varilla que se extiende hacia abajo y que comprende los canales y los conductos de alimentación correspondientes, como ya se conoce en sí. La boquilla anular puede estar conformada por ejemplo, como la boquilla de pulverización de la patente DE 102 32 863 A1.

Esta boquilla anular puede estar compuesta, por ejemplo, con una así llamada ranura anular rotativa, en la que las paredes del canal, a través del cual se pulveriza el líquido, giran relativamente una con otra, a fin de evitar taponamientos mediante brumosidades, de modo que se puede pulverizar homogéneamente sobre todo el ángulo de enlazamiento de 360º desde la ranura 34. Por lo tanto, considerando al eje longitudinal del cuerpo 36 de la boquilla anular 30, se encuentra un ángulo de pulverización de 180º.

La boquilla anular 30 presenta sobre la embocadura 32, una cabeza en forma de cono truncado 38.

En la zona de la embocadura 32 existe una pared 40 cuneiforme que presenta numerosas aperturas 42. Como se ve en la figura 1, la cara inferior de la pared cuneiforme 40 descansa sobre la placa conductora más interna, de modo que entre la cara inferior de la pared cuneiforme 40 y la placa conductora 24 situada debajo y solapada con ésta parcialmente, está conformada una ranura 26, a través de la cual puede salir aire de proceso.

En la mitad derecha de la figura 1 está representado, qué relaciones de flujo se conforman en estado rodado.

De la embocadura 32 sale una pulverización 44 plana. A través del aire, pudiendo ser por ejemplo aire de proceso que traspasa las aperturas 42 en la pared 40 en forma de cono truncado, se conforma en la cara inferior de la pulverización 44 un flujo de aire de soporte 46. A través del aire de proceso 28 que atraviesa las numerosas ranuras 25, 26, se conforma un flujo radial hacia la pared 14, desde donde es desviado hacia arriba, como está representado mediante la flecha 48. El aire de proceso y la materia a tratar se separan una de otra, el aire de proceso es evacuado a través de salidas, la materia arremolinada es movida radialmente hacia el interior y cae verticalmente hacia abajo, debido a la fuerza de gravedad en dirección de la cabeza cuneiforme 38 de la boquilla anular 30. En este punto, se desvía suavemente la materia caída y es conducida sobre la cara superior de la pulverización 44 para ser tratada allí con la substancia pulverizada. Las partículas pulverizadas en la pulverización se mueven separándose unas de otras, ya que al abandonar la embocadura anular 32, las partículas disponen de un habitáculo perimetralmente mucho mayor. En la zona de la pulverización se encuentran las partículas de materia a tratar con las partículas líquidas, siendo separadas unas de otras, permaneciendo en esta dirección de movimiento, y simultáneamente tratadas homogénea- y armónicamente con aire de proceso.

En la figura 2 está representada una sección en perspectiva comparable a la representada en la figura 1, considerando que el dispositivo allí representado está marcado en su totalidad con la cifra de referencia 50. En este caso también existe un recipiente 52 que presenta una pared 54 empinada en la que está definida una cámara de proceso 56. El asiento 58 está compuesto por diez placas conductoras correspondientemente sobrepuestas, como está descrito anteriormente en relación con la figura 1, considerando que en este caso se nombran sólo las dos placas conductoras 62 y 63. Debajo del asiento 58, se encuentra nuevamente la cámara de contraflujo 60.

En este caso está representado, que entre las placas conductoras están dispuestos elementos conductores 64 y 65, que conducen a que el aire de proceso que atraviesa las placas conductoras 62 y 63, no sólo fluya exacta- y radialmente hacia fuera, sino que éste es aplicado en un cierto componente de movimiento perimetral, como se representa mediante la flecha 68.

En este caso, también está dispuesta una boquilla anular 70 en el centro como la descrita anteriormente. En el centro encima de la boquilla anular está dispuesta una alimentación 72, por ejemplo, un tubo introducido lateralmente, estando la embocadura 74 de la alimentación 72 exactamente coaxial y entrada sobre la boquilla anular 70. La posición de la embocadura se puede regular en altura.

De este modo, es por ejemplo posible, llevar un material sólido en forma de polvo 78 sobre la cara superior de la pulverización plana pulverizada por la boquilla anular 70.

En las dos configuraciones mencionadas, la boquilla anular 70 ha sido realizada de modo que ésta incluso estando en funcionamiento puede ser extraída desde la parte inferior del asiento, por ejemplo, para verificar interferencias de funcionamiento. Antes de extraerla se interrumpe naturalmente la alimentación de líquido pulverizador, pero sigue siendo posible arremolinar la materia en el dispositivo 10 o bien 50, ya que en el orificio central se conforma una columna de aire de proceso ascendente central, impidiendo de este modo, que caigan partículas de materia a través de esta apertura. Esto es nuevamente una consecuencia de un movimiento de arremolinamiento harmónico y bien definido dentro del marco de la cinta rotatoria toroidal.

Claims (9)

1. Dispositivo para el tratamiento de materia particulada, con una cámara de proceso (16, 56) para alojar y tratar la materia, que presenta un asiento (18, 58) que está construido por varias capas conductoras (22-24; 62, 63) anulares, sobrepuestas y solapadas, entre las que se encuentran ranuras anulares (25, 26) a través de las que se puede introducir aire de proceso (28, 68) con un componente de movimiento básicamente horizontal, radial y orientado hacia fuera, estando dispuesta en el centro del asiento (18, 58) una boquilla anular (30, 70), cuya embocadura (32) está conformada de modo que es pulverizable una pulverización plana (44), que discurre paralelamente al plano del asiento.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque entre la embocadura (32) de la boquilla anular (30, 70) y el asiento (18, 58) situado debajo, están previstas aperturas de salida (42) para aire de soporte (46) para conseguir una bolsa de soporte y en la cara inferior de la pulverización (44).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el aire de soporte (46) puede ser puesto a disposición por la propia boquilla anular (30, 70) y/o mediante aire de proceso (26, 28).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la boquilla anular (30, 70) presenta una cabeza (38) más o menos cónica y por que la embocadura (32) discurre a lo largo de una línea perimetral de sección cónica anular.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque en la zona situada entre la embocadura (32) y el asiento (18, 58) situado debajo se encuentra una pared (40) que presenta aperturas de paso (42) para el aire de soporte (46).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque entre la cara inferior de la pared en forma de cono truncado (40) está conformada una ranura (26) anular para el paso de aire de proceso (68).

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque encima de la boquilla anular (70) está dispuesta la embocadura (74) de una alimentación (72) para una materia (78).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la posición de la embocadura (74) es regulable en altura.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque entre las placas conductoras (62, 63,) anulares están dispuestos elementos conductores (64, 65) que aplican adicionalmente un componente de flujo al aire de proceso que traspasa.