ES2809373T3 - Un reactor que comprende una boquilla para limpiar fluido y un método - Google Patents

Un reactor que comprende una boquilla para limpiar fluido y un método Download PDF

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Abstract

Un reactor para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico, y una limpieza posterior del reactor, comprendiendo dicho reactor un recipiente (11) que comprende una válvula inferior (22), y recipiente (11) en el cual se ha montado un dispositivo de transformación (100), comprendiendo dicho dispositivo de transformación un distribuidor de flujo cilíndrico (1) que comprende una pared superior (4), una pared inferior (5) y una pared periférica (6) que se extiende entre las paredes superior e inferior, por lo que dichas paredes definen al menos un confinamiento (7) en el que dichos miembros de reacción sólidos (SRM) pueden quedar atrapados y en el que se realiza dicha transformación, comprendiendo el distribuidor de flujo (1) además: al menos una abertura inferior (8) situada en las proximidades del centro de la pared inferior (5), estando dicha abertura (8) adaptada para recibir, mediante una acción de succión causada por un vórtice V que se generará durante el giro del distribuidor de flujo (1), medio fluido (FM) y miembros de reacción sólidos (SRM) inicialmente suspendidos, y para liberar medio fluido (FM) y miembros de reacción sólidos (SRM) usados que han quedado atrapados en dicho confinamiento (7), al menos una salida de medio fluido (9) permeable para dicho medio fluido (FM) pero impermeable para miembros de reacción sólidos (SRM), estando dicha al menos una salida de medio fluido (9) situada en dicha pared periférica (6), y un medio (3) para hacer girar el dispositivo de transformación (100); caracterizado por que el reactor comprende además al menos una boquilla (15) dispuesta en la pared interna longitudinal del recipiente (11), y en donde la al menos una boquilla (15) está dispuesta para dirigir un flujo de un fluido de limpieza (CF) en una dirección hacia un eje central longitudinal (L1) del distribuidor de flujo (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Un reactor que comprende una boquilla para limpiar fluido y un método
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un reactor y un método respectivamente para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico.
Antecedentes de la invención
Los procesos heterogéneos en química y biotecnología son operaciones unitarias que abarcan un miembro sólido (incluyendo, pero sin limitación, reactivos químicos inmovilizados, catalizadores, neutralizantes, soportes de reacción, sorbentes atrapadores, o materiales biológicos inmovilizados tales como enzimas, o células o fragmentos de los mismos) en contacto con un medio fluídico que transporta reactivos u otros agentes, solutos de muestra y/o productos del procesamiento interactivo de agente/s transportado/s por fluido con los miembros sólidos. La mayoría de estos procesos heterogéneos dependen críticamente del flujo convectivo del medio fluídi
de masa necesaria entre las fases fluídica y sólida.
Como consecuencia, a menudo se hacen funcionar así sistemas heterogéneos sólidos/fluidos en un modo de flujo continuo, en cuyo caso una columna de relleno convencional con un diseño adecuado suele ser el formato preferido para encapsular el miembro de reacción sólido que va a ser transitado o percolado por el medio de reacción. Sin embargo, numerosos procesos no son aptos para el procesamiento continuo. Esto se aplica en particular a procesos en los que el miembro de reacción sólido es un gel blando y compresible que es propenso a colapsar en un lecho de columna de relleno, en esquemas de transformación donde la adición secuencial de agentes y/o la eliminación de subproductos o productos deseados son necesarios, o donde las condiciones físicas o químicas deben alterarse de otro modo durante el curso del procesamiento con el miembro de reacción sólido. En esos casos, a menudo se prefiere un modelo de procesamiento por lotes.
Dicho procesamiento heterogéneo por lotes puede realizarse suspendiendo el miembro de reacción sólido directamente en el medio fluido como material en partículas en agitación. Dicho proceso requerirá normalmente una etapa de filtración o sedimentación para separar las fases después de que el proceso haya finalizado. Los miembros de reacción sólidos se introducen habitualmente a través de una escotilla en el extremo superior del reactor, mientras que los miembros usados se liberan a través de una válvula inferior. A pesar de su diseño sencillo general, este tipo de reactor está asociado con algunos problemas. Los miembros de reacción sólidos giran libremente durante la agitación, por lo que los miembros de reacción sólidos están sujetos a un desgaste incontrolado. Esto se traduce en una vida útil reducida de los miembros de reacción sólidos y también es difícil estimar y dimensionar la superficie de contacto y, por tanto, la cantidad de miembros de reacción sólidos necesarios cuando se ejecuta un lote. Es más, la concentración de miembros de reacción sólidos está restringida para evitar que los miembros se destruyan durante la agitación. En muchos casos, la concentración debe ser inferior al 10 %.
Adicionalmente, la limpieza de dicho reactor suele ser complicada. Los miembros de reacción sólidos usados se liberan a través de una válvula inferior y una boquilla de limpieza se inserta a través de la escotilla. El proceso de limpieza lleva mucho tiempo y especialmente si se realiza como un proceso de las NCF (normas de correcta fabricación), lo que sucede a menudo en la industria farmacéutica.
De manera alternativa, se puede hacer circular el medio fluídico en el reactor por lotes a través de un depósito lleno que contiene los miembros de reacción sólidos por medio de un sistema de flujo especialmente diseñado que comprende bombas y/o válvulas o similares, para lograr la transferencia de masa convectiva necesaria para que tenga lugar la transformación. Dichos reactores suelen ser bastante complicados y regularmente tienen que construirse in situ y adaptarse para un propósito específico. Al limpiar dicho reactor, el depósito lleno debe extraerse, vaciarse, limpiarse, volverse a llenar y montarse de nuevo.
Por consiguiente, las soluciones de limpieza disponibles para procesos heterogéneos por lotes son complejas y costosas, y se necesita un sistema de carga y descarga más sencillo y también un sistema de limpieza simplificado y eficiente.
El documento US 2 935 495 A desvela un reactor de polimerización que comprende un recipiente en el que se ha montado una cesta centrífuga cilíndrica giratoria con una pared inferior y una pared periférica de malla, por lo que dichas paredes definen al menos un confinamiento en el que el catalizador puede quedar atrapado y formar un lecho catalítico en donde se produce la reacción química. La pared periférica de malla es permeable al fluido pero retiene los catalizadores. El reactor comprende además al menos una boquilla de pulverización dirigida hacia la cesta centrífuga.
El documento WO 2015/050491 A1 desvela un reactor para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico, y una limpieza posterior del reactor, comprendiendo dicho reactor un recipiente en el que se ha montado un dispositivo de transformación, comprendiendo dicho dispositivo de transformación un distribuidor de flujo cilíndrico.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un reactor para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico. El reactor comprende un recipiente en el que se ha montado un dispositivo de transformación, comprendiendo dicho dispositivo de transformación un distribuidor de flujo cilíndrico que comprende una pared superior, una pared inferior y una pared periférica que se extiende entre las paredes superior e inferior, por lo que dichas paredes definen al menos un confinamiento en el que dichos miembros de reacción sólidos pueden quedar atrapados y en el que se realiza dicha transformación. El distribuidor de flujo comprende además: al menos una abertura ubicada en las proximidades del centro de la pared inferior, estando dicha abertura adaptada para recibir medio fluido y miembros de reacción sólidos inicialmente suspendidos y liberar medio fluido y miembros de reacción sólidos usados que han quedado atrapados en dicho confinamiento, al menos una salida de medio fluido permeable para dicho medio fluido pero impermeable para miembros de reacción sólidos, estando dicha al menos una salida de medio fluido situada en dicha pared periférica, y un medio para hacer girar el dispositivo de transformación. El reactor está caracterizado por que el reactor comprende además al menos una boquilla dispuesta en la pared interna longitudinal del recipiente, y en donde la al menos una boquilla está dispuesta para dirigir un flujo de un fluido de limpieza en una dirección hacia un eje central longitudinal del distribuidor de flujo.
El reactor de acuerdo con la invención permite una carga y descarga muy rápida y fácil del reactor para permitir así una realización por lotes repetida, por medio de miembros de reacción sólidos, de una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico. Durante el funcionamiento normal del distribuidor de flujo, se carga el reactor, es decir, se llena con una cantidad deseada de medios fluídicos y miembros de reacción sólidos, respectivamente. Luego, se hace girar el distribuidor de flujo a una velocidad de funcionamiento, por lo que se causa un efecto vórtice en el recipiente que aspira los miembros de reacción sólidos al interior del distribuidor de flujo. Los miembros de reacción sólidos quedarán atrapados en el confinamiento del distribuidor de flujo mientras reaccionan con los medios fluídicos que circulan a través del mismo. Como el lote de medios fluídicos ha sido procesado hasta tal grado que la reacción ha alcanzado un nivel objetivo, la velocidad giratoria del distribuidor de flujo se reduce a una velocidad de drenaje de líquido. Por velocidad de drenaje de líquido se entiende una velocidad giratoria a la que los miembros de reacción sólidos se mantienen en el confinamiento del distribuidor de flujo mientras los medios fluídicos pueden drenarse del recipiente. El proceso puede repetirse llenando el reactor nuevamente con un nuevo lote de medios fluídicos a procesar. Este tipo de llenado y drenaje de medios fluídicos líquidos puede repetirse varias veces hasta que los miembros de reacción sólidos se hayan consumido completamente o hasta que se haya procesado un volumen total deseado de medios fluídicos.
Es más, el reactor de acuerdo con la invención permite una limpieza muy rápida, fácil y completa del distribuidor de flujo enjuagándolo con fluido de limpieza. Durante el enjuague, los miembros de reacción sólidos atrapados en el distribuidor de flujo se extraerán eficazmente del confinamiento del distribuidor de flujo y se liberarán del recipiente. La limpieza se realiza en primer lugar drenando el medio fluídico del recipiente haciendo girar al mismo tiempo el distribuidor de flujo a una velocidad de drenaje de líquido. Mientras se drena el líquido, los miembros de reacción sólidos permanecerán atrapados en el distribuidor de flujo. La velocidad giratoria del distribuidor de flujo se reduce entonces a una velocidad de liberación del miembro sólido y un flujo de fluido de limpieza es dirigido a través de la al menos una boquilla hacia la pared periférica exterior del distribuidor de flujo. La velocidad de liberación del miembro sólido debe ser suficientemente baja para que cualquier efecto vórtice que succione y empuje fluido al interior del distribuidor de flujo a través de su abertura en la pared inferior y aún más en una dirección radial hacia, y afuera a través de, la pared periférica, sea anulado. La fuerza del fluido de limpieza a expulsar a través de la al menos una boquilla liberará y transferirá los miembros de reacción sólidos atrapados en el distribuidor de flujo en la dirección radial opuesta hacia el centro donde dichos miembros de reacción sólidos pueden salir del distribuidor de flujo a través de la abertura en la pared inferior. El fluido de limpieza puede ser cualquier fluido líquido adecuado.
La limpieza puede iniciarse con intervalos adaptados, por ejemplo, al tipo de miembros de reacción sólidos utilizados en el distribuidor de flujo y al tipo de medio fluídico a procesar. La limpieza puede iniciarse y ejecutarse en unos minutos. Esto ofrece ventajas sustanciales en términos de esfuerzo laboral, ahorro de tiempo y ahorro de costes en comparación con sistemas de la técnica anterior. La presión de fluido del fluido de limpieza suministrado puede adaptarse a parámetros tales como las dimensiones del distribuidor de flujo y el tipo de miembros de reacción sólidos. Esto también se aplica al patrón de pulverización de la al menos una boquilla.
De manera alternativa, el reactor puede comprender una pluralidad de boquillas, estando la pluralidad de boquillas distribuida a lo largo de la circunferencia y/o a lo largo de la extensión longitudinal de la pared interna longitudinal del recipiente, y en donde la pluralidad de boquillas están dispuestas para dirigir un flujo de un fluido de limpieza en una dirección hacia un eje central longitudinal del distribuidor de flujo.
La/s boquilla/s puede/n estar soportada/s por uno o varios soportes dispuestos para extenderse en la dirección longitudinal a lo largo de la pared interna longitudinal del recipiente. Los soportes pueden disponerse para unirse de manera extraíble a la pared interna del recipiente o formar parte del recipiente. De manera alternativa, los soportes se pueden unir con una conexión a través de la tapa del recipiente. Los soportes pueden verse como deflectores que mejoran la turbulencia en el recipiente.
El uno o varios soportes pueden formar parte de un inserto. De este modo, se puede facilitar el mantenimiento y la limpieza completa del recipiente, ya que un inserto se puede sacar fácilmente. Por ejemplo, los soportes pueden constituir apoyos que permitan que dicho inserto descanse contra la pared inferior del recipiente.
Cada soporte puede comprender dos o más boquillas distribuidas a lo largo de la extensión longitudinal del soporte, y en donde dos boquillas adyacentes pueden estar dispuestas para proporcionar un patrón de pulverización uniforme longitudinal y continuamente. Por uniforme longitudinal y continuamente se entiende un patrón de pulverización con una densidad esencialmente uniforme de las gotitas según se ve a través de una superficie objetivo prevista. De esta forma, la densidad será esencialmente uniforme incluso en áreas superpuestas. Por una extensión longitudinal del soporte, la superficie objetivo según se ve en la pared periférica del distribuidor de flujo será esencialmente rectangular y estará orientada esencialmente en paralelo con el eje central longitudinal del recipiente y el distribuidor de flujo.
La pared interna del recipiente puede comprender medios para mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico en cualquiera de las dos direcciones giratorias a lo largo de dicha pared interna. Los medios para mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico pueden estar formados por dicho soporte. De manera alternativa, los medios para mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico pueden proporcionarse como ondulaciones que se extienden a lo largo de la pared interna longitudinal del recipiente. Los medios pueden distribuirse uniformemente a lo largo de la circunferencia del recipiente.
De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a un método para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico, de acuerdo con las características presentadas anteriormente. El método comprende las etapas de: a) suministrar al recipiente una cantidad deseada de miembros de reacción sólidos;
b) llenar el recipiente con medios fluídicos hasta el nivel deseado;
c) realizar la reacción química girando el distribuidor de flujo a una velocidad de funcionamiento hasta que se considere que la reacción química entre los miembros de reacción sólidos y los medios fluídicos ha alcanzado un nivel objetivo, durante el cual se genera un vórtice V que hace que hace que los miembros de reacción sólidos sean succionados y empujados junto con los medios fluidos al interior del confinamiento del distribuidor de flujo a través de su abertura central inferior, por lo que los miembros de reacción sólidos quedarán atrapados contra las paredes internas del distribuidor de flujo mientras se permite que el medio fluido se transfiera en la dirección radial fuera del distribuidor de flujo a través de la al menos una salida de medio fluido situada en la pared periférica del distribuidor de flujo;
d) ajustar la velocidad giratoria del distribuidor de flujo a una velocidad de drenaje de líquido;
e) drenar los medios fluídicos del recipiente a través de la válvula inferior manteniendo al mismo tiempo los miembros de reacción sólidos en el distribuidor de flujo;
f) repetir las etapas b)-e) hasta que los miembros de reacción sólidos se hayan consumido o hasta que se haya procesado un volumen total deseado de medios fluídicos;
g) ajustar la velocidad giratoria del distribuidor de flujo a una velocidad de liberación del miembro sólido y h) dirigir, por medio de la al menos una boquilla, un suministro de fluido de limpieza hacia y a través de la pared periférica del distribuidor de flujo, empujando así los miembros de reacción sólidos que han quedado atrapados en el confinamiento del distribuidor de flujo en la dirección radial hacia la línea central longitudinal del distribuidor de flujo y más hacia fuera del distribuidor de flujo a través de la al menos una abertura situada en las proximidades del centro de la pared inferior y más hacia fuera del recipiente a través de la válvula inferior abierta.
Las ventajas de dicho reactor y su funcionamiento/uso se han analizado a fondo anteriormente y para evitar repeticiones indebidas se hace referencia a los párrafos anteriores. Por el método inventivo, se proporciona una carga y descarga muy rápida y eficaz. Es más, se proporciona un proceso de limpieza muy fácil y altamente eficiente del distribuidor de flujo giratorio del reactor, que reduce el tiempo de preparación y, por tanto, un valioso tiempo de producción. El método no está restringido a ningún tamaño específico del reactor o del distribuidor de flujo giratorio. El fluido de limpieza y los medios fluídicos tratados, cuando se liberan del recipiente a través de la válvula inferior, pueden suministrarse a diferentes recipientes de recogida dedicados.
El fluido de limpieza y los medios fluídicos tratados pueden filtrarse antes de suministrarse a los respectivos recipientes de recogida dedicados.
El fluido de limpieza se puede hacer recircular. Es más, el fluido de limpieza puede ser el mismo fluido que los medios fluídicos. El fluido de limpieza puede suministrarse como un flujo continuo o pulsatorio.
Breve descripción de las figuras adjuntas
La presente invención se desvelará adicionalmente con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1 desvela una ilustración esquemática de un dispositivo de transformación.
La Figura 2 desvela una realización de un reactor en línea con la presente invención.
Las Figuras 3a-3f desvelan esquemáticamente las etapas del método inventivo.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
A continuación se analizará una realización de la presente invención comenzando con el diseño general del dispositivo de transformación.
La Figura 1 presenta una vista lateral de una realización de un dispositivo de transformación 100 que es parte de la presente invención. El dispositivo de transformación 100 comprende un distribuidor de flujo 1 y un medio de giro y/u oscilación 2, habitualmente, un motor accionado de manera eléctrica, neumática o hidráulica, unido al distribuidor de flujo 1 mediante un eje impulsor 3. El distribuidor de flujo 1 tiene una pared superior 4, una pared inferior 5 y una pared periférica longitudinal 6 que se extiende entre la pared superior 4 y la pared inferior 5. Las paredes 4, 5, 6 definen un confinamiento 7.
La pared inferior 5 tiene una abertura central 8 que está dispuesta en las proximidades del centro de la pared inferior 5. El confinamiento 7 puede comunicarse con el ambiente a través de la abertura 8. El área transversal de la abertura 8 es mucho menor que el área transversal de la pared inferior 5.
El distribuidor de flujo 1 tiene una forma esencialmente cilíndrica y la pared periférica longitudinal 6 tiene una sección transversal esencialmente circular. La pared periférica 6 comprende salidas de medio fluido 9. No hace falta decir que el número y el patrón de las salidas de medio fluido 9 pueden cambiarse dentro del alcance de la invención. Las salidas de medio fluido 9 están cubiertas por una malla de retención periférica 30. La malla de retención periférica 30 es permeable para un medio fluido pero no para miembros de reacción sólidos.
Volviendo ahora a la Figura 2, se desvela un ejemplo de un reactor 200 con un sistema de limpieza implementado en línea con la invención.
El reactor 200 comprende un recipiente 11 que tiene una primera parte extrema 17 que forma una pared inferior 18, una segunda parte extrema 19, y una pared interna longitudinal 16 que se extiende entre las partes extremas primera y segunda 17, 19. La segunda parte extrema 19 puede, según lo desvelado, estar provista de una tapa 20. En la realización desvelada, la tapa 20 está provista de una abertura superior 21. El recipiente 11 puede ser cilíndrico, por ejemplo.
El recipiente 11 puede comprender una válvula inferior 22 que puede usarse para drenar contenido fluido del reactor 200 y también para liberar miembros de reacción sólidos.
El recipiente 11 aloja un dispositivo de transformación 100 que comprende un distribuidor de flujo 1 del mismo tipo que el desvelado anteriormente.
El distribuidor de flujo 1 está dispuesto para hacerse funcionar mediante un motor accionado de manera eléctrica, neumática o hidráulica 2.
El distribuidor de flujo 1 está dispuesto con su eje central longitudinal L1 extendiéndose de manera esencialmente coaxial con el eje central longitudinal L2 del recipiente 11.
El recipiente 11 está provisto de una pluralidad de soportes 12 dispuestos adyacentes a la pared interna longitudinal 16 del recipiente 11. Preferentemente, los soportes 12 están distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia de la pared interna longitudinal 24 del recipiente 11. Los soportes 12 pueden interconectarse para formar un inserto 14 que sea extraíble como una unidad del recipiente 11. De manera alternativa, cada soporte 12 puede proporcionarse como una unidad. Se entenderá que se puede usar un único soporte 12.
En la realización desvelada, cada soporte 12 comprende dos boquillas 15. Las boquillas 15 están dispuestas como boquillas planas distribuidas a lo largo de la extensión longitudinal del soporte 12. Las boquillas 15 están dispuestas de manera que dos boquillas adyacentes 15 están dispuestas para proporcionar un patrón de pulverización uniforme longitudinal y continuamente 16 dirigido hacia la pared periférica 6 del distribuidor de flujo 1. Por uniforme longitudinal y continuamente se entiende un patrón de pulverización con una densidad esencialmente uniforme de gotitas según se ve a través de una superficie objetivo prevista. De esta forma, la densidad debe ser esencialmente uniforme incluso en cualesquiera áreas superpuestas del patrón de pulverización. El patrón de pulverización proporcionado por las boquillas 15 puede diferir. En la realización desvelada, las boquillas 15 son del tipo de boquilla plana que proporciona una cara de tope recta contra la pared periférica 6.
Los soportes 12 pueden formarse como estructuras huecas que permiten cualquier tubo (no mostrado) necesario para suministrar fluido a las boquillas 15. No hace falta decir que los tubos pueden estar dispuestos de varias maneras dentro del alcance de la invención.
El número de boquillas 15 depende de parámetros tales como la altura longitudinal de la pared periférica 6 del distribuidor de flujo 1, el tipo de patrón de flujo proporcionado por las boquillas 15, la presión de fluido del fluido de limpieza, el tipo de miembros de reacción sólidos, el tipo de fluido a suministrar al recipiente 11, etc. Esto se aplica tanto al número de boquillas 15 según se ve en la dirección longitudinal del recipiente 11 como al número de boquillas 15 según se ve en la dirección circunferencial. En su forma más sencilla, una boquilla sería suficiente ya que el fluido de limpieza está destinado a ser suministrado mientras se hace girar el distribuidor de flujo 1.
La presión del fluido de las boquillas 15 debe dimensionarse preferentemente para que la fuerza de impacto sea suficientemente alta para enjuagar toda la sección transversal radial del distribuidor de flujo 1 y, por tanto, toda la sección transversal radial del confinamiento 7, para extraer los miembros de reacción sólidos (no mostrados) atrapados en su interior. No obstante, preferentemente la fuerza de impacto no debe ser tan alta que los miembros de reacción sólidos resulten dañados.
Durante el funcionamiento normal del distribuidor de flujo 1, los soportes 12 contribuyen a mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico en cualquiera de las dos direcciones giratorias a lo largo de la pared interna 16 del recipiente 11. Por tanto, los soportes 12 pueden actuar como deflectores. Para mejorar aún más el esfuerzo de cizalla fluídico, la pared interna longitudinal 24 del recipiente 11 puede comprender un patrón tal como ondulaciones que se extienden longitudinalmente (no mostradas).
La combinación del recipiente 11, el distribuidor de flujo 1 y la una o varias boquillas 15 con cualquier inserto 14 soportando dichas boquillas puede proporcionarse como un kit.
A continuación se describirá el funcionamiento del reactor partiendo de las ilustraciones altamente esquemáticas facilitadas en las Figuras 3a-3f.
Haciendo referencia a la Figura 3a, el distribuidor de flujo 1 está dispuesto en el recipiente 11 y conectado a un motor 2 para permitir el giro del distribuidor de flujo 1.
El recipiente 11 se llena con medios fluídicos FM hasta el nivel deseado. El recipiente 11 se llena adicionalmente con una cantidad deseada de miembros de reacción sólidos SRM. Los miembros de reacción sólidos SRM y los medios fluídicos FM pueden suministrarse a través de la abertura superior 21 de la tapa 20. No hace falta decir que el llenado de al menos los medios fluídicos FM puede hacerse por otros medios tales como a través de un tubo no desvelado. Los miembros de reacción sólidos SRM, debido a su densidad inherente, caerán al fondo del recipiente 11, ver Figura 3b. El experto entenderá que, dependiendo de la densidad, los miembros de reacción sólidos también pueden estar suspendidos.
No hace falta decir que los medios fluídicos FM y los miembros de reacción sólidos SRM se pueden suministrar al mismo tiempo, o que los miembros sólidos de reacción SRM se pueden suministrar antes que los medios fluídicos FM. Haciendo referencia ahora a la Figura 3c, se pone en marcha el motor 2, por lo que el distribuidor de flujo 1 se hace girar a una velocidad de funcionamiento preajustada. La velocidad de funcionamiento debe ser a tal velocidad que se genere un vórtice V que haga que los miembros de reacción sólidos SRM sean succionados y empujados junto con el medio fluido FM al interior del confinamiento 7 del distribuidor de flujo 1 a través de su abertura central inferior 8. Los miembros de reacción sólidos SRM así succionados quedarán atrapados contra las paredes internas del distribuidor de flujo 1 mientras se permite que el medio fluido FM se transfiera en la dirección radial fuera del distribuidor de flujo 1 a través de la al menos una salida de medio fluido 9 situada en la pared periférica 6 del distribuidor de flujo. La malla de retención periférica 30 impide que los miembros de reacción sólidos SRM abandonen el distribuidor de flujo 1 a través de las salidas de medio fluido 9.
Haciendo referencia a la Figura 3d, a medida que avanza el funcionamiento, todos los miembros de reacción sólidos SRM quedarán atrapados dentro del confinamiento 7 mientras se hace circular el medio fluido FM y reacciona con los miembros de reacción sólidos SRM atrapados.
Haciendo referencia a la Figura 3e, cuando se considera que la reacción ha alcanzado un nivel objetivo, la velocidad giratoria del distribuidor de flujo 1 se reduce y se ajusta a una velocidad de drenaje de líquido. Mientras se hace girar el distribuidor de flujo a la velocidad de drenaje del líquido, la válvula inferior 22 se abre y los medios fluídicos FM procesados se drenan del recipiente 11 manteniendo al mismo tiempo los miembros de reacción sólidos atrapados en el distribuidor de flujo 1. Los medios fluídicos FM procesados y drenados pueden suministrarse y recogerse en un recipiente colector dedicado (no mostrado). No hace falta decir que inevitablemente se dejarán salir algunos miembros de reacción sólidos SRM junto con los medios fluídicos drenados. Dichos miembros de reacción sólidos pueden ser recogidos por un filtro (no mostrado) que está dispuesto en una posición entre la válvula inferior 22 y el recipiente de recogida.
Dependiendo del volumen total deseado de medio fluido FM a tratar, el proceso facilitado anteriormente puede repetirse simplemente volviendo a llenar el recipiente vaciado 11 con medio fluido. El proceso puede repetirse hasta que se haya tratado el volumen total deseado de medio fluido FM o hasta que los miembros de reacción sólidos se hayan consumido y deban reemplazarse y, por tanto, descargarse. No hace falta decir que la válvula inferior 22 debe estar cerrada antes de iniciar un nuevo proceso.
Para limpiar el recipiente 11 y el distribuidor de flujo 1 se realiza un proceso de limpieza. Se hace referencia a la Figura 3f.
El distribuidor de flujo 1 está configurado para funcionar a una velocidad de liberación del miembro sólido. La velocidad de liberación del miembro sólido debe ser suficientemente baja para que cualquier efecto vórtice que succione y empuje fluido al interior del distribuidor de flujo a través de su abertura en la pared inferior y aún más en una dirección radial hacia, y afuera a través de, la pared periférica, sea anulado. En consecuencia, la velocidad de liberación del miembro sólido es mucho menor que la velocidad de funcionamiento.
Mientras se ejecuta el distribuidor de flujo 1 a la velocidad de liberación del miembro sólido, se dirige un suministro de fluido de limpieza CF, a través de la al menos una boquilla 15, hacia la pared periférica 6 del distribuidor de flujo 1. La presión del fluido de limpieza CF suministrado debe ser suficientemente fuerte para empujar los miembros de reacción sólidos SRM en la dirección radial del distribuidor de flujo 1 hacia su línea central longitudinal L1. Los miembros de reacción sólidos SRM abandonarán el distribuidor de flujo 1 junto con el fluido de limpieza CF a través de la salida 8 del mismo. El fluido de limpieza CF usado y los miembros de reacción sólidos SRM son liberados del recipiente 11 a través de la válvula inferior 22.
El fluido de limpieza CF puede ser cualquier fluido líquido adecuado y puede ser el mismo que el medio fluido FM utilizado durante la reacción.
El fluido de limpieza CF puede suministrarse como un flujo continuo o pulsatorio.
El fluido de limpieza CF utilizado puede filtrarse y hacerse recircular (no desvelado) hacia las boquillas.
Los miembros de reacción sólidos SRM pueden suministrarse a un recipiente de recogida dedicado (no desvelado).

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un reactor para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico, y una limpieza posterior del reactor, comprendiendo dicho reactor un recipiente (11) que comprende una válvula inferior (22), y recipiente (11) en el cual se ha montado un dispositivo de transformación (100), comprendiendo dicho dispositivo de transformación un distribuidor de flujo cilíndrico (1) que comprende una pared superior (4), una pared inferior (5) y una pared periférica (6) que se extiende entre las paredes superior e inferior, por lo que dichas paredes definen al menos un confinamiento (7) en el que dichos miembros de reacción sólidos (SRM) pueden quedar atrapados y en el que se realiza dicha transformación, comprendiendo el distribuidor de flujo (1) además:
al menos una abertura inferior (8) situada en las proximidades del centro de la pared inferior (5), estando dicha abertura (8) adaptada para recibir, mediante una acción de succión causada por un vórtice V que se generará durante el giro del distribuidor de flujo (1), medio fluido (FM) y miembros de reacción sólidos (SRM) inicialmente suspendidos, y para liberar medio fluido (FM) y miembros de reacción sólidos (SRM) usados que han quedado atrapados en dicho confinamiento (7),
al menos una salida de medio fluido (9) permeable para dicho medio fluido (FM) pero impermeable para miembros de reacción sólidos (SRM), estando dicha al menos una salida de medio fluido (9) situada en dicha pared periférica (6), y
un medio (3) para hacer girar el dispositivo de transformación (100);
caracterizado por que
el reactor comprende además al menos una boquilla (15) dispuesta en la pared interna longitudinal del recipiente (11), y en donde la al menos una boquilla (15) está dispuesta para dirigir un flujo de un fluido de limpieza (CF) en una dirección hacia un eje central longitudinal (L1) del distribuidor de flujo (1).
2. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el reactor comprende una pluralidad de boquillas (15), estando la pluralidad de boquillas (15) distribuida a lo largo de la circunferencia y/o a lo largo de la extensión longitudinal de la pared interna longitudinal del recipiente (11), y en donde la pluralidad de boquillas (15) están dispuestas para dirigir un flujo de un fluido de limpieza (CF) en una dirección hacia el eje central longitudinal (L1) del distribuidor de flujo (1).
3. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la/s boquilla/s (15) está/n soportada/s por uno o varios soportes (12) dispuestos para extenderse en la dirección longitudinal a lo largo de la pared interna longitudinal del recipiente (11).
4. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el uno o varios soportes (12) forman parte de un inserto (14).
5. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en donde cada soporte (12) comprende dos o más boquillas (15) distribuidas a lo largo de la extensión longitudinal del soporte (12), y en donde dos boquillas adyacentes (15) están dispuestas para proporcionar un patrón de pulverización uniforme longitudinal y continuamente.
6. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una pared interna (24) del recipiente (11) comprende medios para mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico en cualquiera de las dos direcciones giratorias a lo largo de dicha pared interna.
7. Un reactor de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dichos medios para mejorar el esfuerzo de cizalla fluídico están formados por dicho soporte (12).
8. Método para realizar, por medio de miembros de reacción sólidos, una transformación biológica o química, o atrapamiento físico o químico de, o liberación de agentes a, un medio fluídico, y una limpieza posterior del reactor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por las etapas de:
a) suministrar al recipiente (11) una cantidad deseada de miembros de reacción sólidos (SRM);
b) llenar el recipiente (11) con medios fluídicos (FM) hasta el nivel deseado;
c) realizar una reacción química girando el distribuidor de flujo (1) a una velocidad de funcionamiento hasta que se considere que la reacción química entre los miembros de reacción sólidos (SRM) y los medios fluídicos (FM) ha alcanzado un nivel objetivo, durante la cual se genera un vórtice V que hace que los miembros de reacción sólidos (SRM) sean succionados y empujados junto con los medios fluidos (FM) al interior del confinamiento (7) del distribuidor de flujo (1) a través de su abertura central inferior (8), por lo que los miembros de reacción sólidos (SRM) quedarán atrapados contra las paredes internas del distribuidor de flujo (1) mientras se permite que el medio fluido (FM) se transfiera en la dirección radial fuera del distribuidor de flujo (1) a través de la al menos una salida de medio fluido (9) situada en la pared periférica (6) del distribuidor de flujo (1);
d) ajustar la velocidad giratoria del distribuidor de flujo (1) a una velocidad de drenaje de líquido;
e) drenar los medios fluídicos (FM) del recipiente (11) a través de una válvula inferior (22) manteniendo al mismo tiempo los miembros de reacción sólidos en el distribuidor de flujo (1);
f) repetir las etapas b)-e) hasta que los miembros de reacción sólidos (SRM) se hayan consumido o hasta que se haya procesado un volumen total deseado de medios fluídicos (FM);
g) ajustar la velocidad giratoria del distribuidor de flujo (1) a una velocidad de liberación del miembro sólido y h) dirigir, por medio de la al menos una boquilla (15), un suministro de fluido de limpieza (CF) hacia y a través de la pared periférica (6) del distribuidor de flujo (1), empujando así los miembros de reacción sólidos (SRM) que han quedado atrapados en el confinamiento (7) del distribuidor de flujo en la dirección radial hacia la línea central longitudinal (L1) del distribuidor de flujo (1) y más hacia fuera del distribuidor de flujo a través de la al menos una abertura (8) situada en las proximidades del centro de la pared inferior y más hacia fuera del recipiente (11) a través de la válvula inferior abierta (22).
9. El método de la reivindicación 8, en donde el fluido de limpieza y los medios fluídicos tratados, cuando se liberan del recipiente (11) a través de la válvula inferior (22), se suministran a diferentes recipientes de recogida dedicados.
10. El método de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, en donde el fluido de limpieza (CF) y los medios fluídicos (FM) tratados se filtran antes de suministrarse a los respectivos recipientes de recogida dedicados.
11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en donde el fluido de limpieza (CF) se hace recircular.
12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-11, en el que el fluido de limpieza (CF) es el mismo fluido que el medio fluídico (FM).
13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-13, en el que el fluido de limpieza (CF) se suministra como un flujo continuo o pulsatorio.
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