ES2848060T3 - Conjunto de equipamiento y método de procesamiento de partículas - Google Patents

Abstract

Un conjunto equipamiento de formación y recolección de partículas (1) que comprende: al menos un sistema de formación de partículas de alta presión que comprende una cámara de precipitación presurizable (2) que comprende una entrada de fluido supercrítico (SCF) (21a, 21b), una entrada de fluido de proceso (25), una salida de fluido (24), un dispersor de fluido de proceso (4) configurado para dispersar el fluido de proceso en la cámara, en el que el sistema está configurado para formar una suspensión líquida de alta presión que contiene partículas; en el que el conjunto de equipamiento de recolección (1) comprende al menos un sistema de filtración de partículas que comprende: al menos un sistema de filtrado de recolección de alta presión (6, 50) que comprende al menos un suministro de gas (9), al menos un elemento poroso (53) y una carcasa (51) que define una cavidad (63, 64), en la que el sistema está configurado para recibir una suspensión líquida de alta presión que contiene partículas del sistema de formación de partículas, para filtrar la suspensión líquida de alta presión a través del elemento poroso (53) de manera que las partículas queden retenidas en la cavidad (63, 64) y el líquido de alta presión pasa a través del elemento poroso (53) en una primera dirección de proceso hacia adelante, para hacer fluir un gas de baja presión del suministro de gas (9) a través del elemento poroso (53) en una segunda dirección de proceso hacia atrás, y para dispensar una suspensión gaseosa de baja presión que contiene partículas, en la que la dirección del proceso es con respecto al flujo a través del elemento poroso; y al menos un sistema de filtro de recogida de baja presión (12, 75) en tándem y aguas abajo del filtro recolector (6, 50) y configurado para recibir una suspensión gaseosa de baja presión que contenga partículas del filtro recolector (6, 50), para separar el gas de las partículas y para dispensar partículas al menos a un sistema de recolección; y al menos un sistema de recolección de partículas que comprenda al menos un recipiente de recolección (10) y que esté configurado para recibir y recolectar partículas de al menos un sistema de filtros colectores de baja presión.

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de equipamiento y método de procesamiento de partículas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para procesar partículas. Más particularmente, la invención se refiere a un

sistema de filtración en tándem para procesar partículas suspendidas en fluido supercrítico. También se proporcionan

métodos para procesar las partículas para eliminar contaminantes o clasificarlas.

Antecedentes de la invención

Las partículas pueden prepararse añadiendo un compuesto solubilizado, es decir, un compuesto disuelto en uno o más

disolventes, a un antisolvente. Este proceso puede utilizarse para preparar partículas en muchas distribuciones de tamaño

diferentes. Sin embargo, un inconveniente fundamental de ese proceso es el atrapamiento de disolvente y/o antisolvente

en el interior y/o en la superficie de las partículas.

La eliminación del disolvente de las partículas normalmente implica el lavado de las partículas con cantidades adicionales

de antisolvente, lo que desafortunadamente resulta en la saturación de las partículas con antisolvente, a menos que el

antisolvente sea muy volátil. Por esta razón, el fluido supercrítico (SCF) se emplea a menudo como antisolvente. El SCF,

en particular el dióxido de carbono supercrítico es muy volátil y se elimina fácilmente de las partículas. Sin embargo, los

disolventes son menos volátiles que el SCF y, por lo tanto, son más difíciles de eliminar.

Debido a la extrema volatilidad del dióxido de carbono supercrítico, es un desafío recolectar efectivamente las partículas

de él, a menos que primero se separen físicamente de él. La filtración es el enfoque más común usado para afectar la

separación de las partículas del s Fc mientras que permite ciclos de lavado repetidos. Sin embargo, cuando se procesan

micropartículas o nanopartículas, es más difícil separar las partículas del SCF debido a la suciedad de los filtros, y es

difícil desatascar los filtros cuando un proceso está en marcha. Además, los filtros típicos utilizados para separar las

partículas son filtros planos sin salida, que deben abrirse para recoger las partículas. Estos desafíos hacen que el

procesamiento y la recolección continua de partículas sea extremadamente difícil de lograr.

Se divulgan numerosos procesos y aparatos de este tipo para el procesamiento de partículas de drogas, minerales,

metales o tóner en fluidos supercríticos: US 6.270.732, US 5.584.913, US 5.571.299, US 5.460.701, US 4.881.722, US

5.874.029, US 5.874.684, US 6.113.795, US 5.961.835, US 5.527.466, US 7.740.775, US 7.635.442, US 7.175.88 7.250.152, US 7.279.181, US 7.449.136, US 6.916.389, US 7.291.29, US 7.332.111, US 7.150.766, US 6.860.907, US

6.440.337, US 6.830.714, US 6.620.351, US 5.981.47, US 8.323.685, US 8.323.615, US 8.215.489, US 6.998.051, US

5.864.923 , US 7.455.797 , US 20020010982 y US 20010051118 . Estos sistemas suelen emplear filtros sin salida,

ciclones, filtros de bolsa, filtros de profundidad u otros tipos similares. Muchos de estos sistemas no pueden funcionar

continuamente ya que requieren la detención de las operaciones y la apertura de los componentes en el flujo del proceso

para poder eliminar las partículas. Un aspecto importante de los procesos basados en fluidos supercríticos es que la

presión y la temperatura supercríticas deben mantenerse a lo largo de todo el paso de filtración para evitar la separación

en fase del disolvente del SCF y evitar la redisolución del soluto de nuevo en el disolvente. Esto es particularmente difícil

de lograr cuando la formación de partículas se lleva a cabo de forma continua.

También se conoce el documento US 6.113.795 que divulga varios procesos y aparatos para recolectar continuamente

partículas de fluidos orgánicos cargados de soluciones casi críticas y supercríticas. En general, los procesos y aparatos

utilizan un filtro o separador que comprende una fina membrana apoyada en un tubo de acero inoxidable sinterizado. Una

corriente de alimentación que comprende las partículas deseadas, un antisolvente supercrítico para las partículas

(preferentemente CO²), y un disolvente para las partículas, se pone en contacto con la capa de membrana del filtro en

condiciones supercríticas para la mezcla de antisolvente y disolvente. El antisolvente preferido es sustancialmente

miscible con el disolvente y tiene una temperatura crítica de menos de 160° C. Las partículas deseadas son retenidas por

el filtro mientras el disolvente y la mayoría del antisolvente pasan a través del filtro, resultando en la separación de las

partículas del disolvente.

También se conoce el documento EP 1572315 A1 que muestra un aparato y un proceso para el transporte y aislamiento

de productos de partículas a y desde alta presión, por ejemplo, en entornos supercríticos. Un proceso en el que el fluido

supercrítico se utiliza como antisolvente para la formación de un producto de partículas se utilizará para ejemplificar la

aplicación de la invención y las ventajas conferidas por la misma en el manejo y transporte del producto. El aparato

comprende sobre o más recipientes de recogida con un medio para controlar la temperatura y la presión de dichos

recipientes, y un medio para la introducción de un fluido no supercrítico en uno o más recipientes de formación de

partículas, y opcionalmente un recipiente de homogeneización. El recipiente de formación de partículas está conectado

al recipiente de recogida, opcionalmente mediante un recipiente de homogeneización, cuyo recipiente de

homogeneización está provisto de medios para agitar el contenido de dicho recipiente y opcionalmente de un medio para

recircular el contenido de dicho recipiente de homogeneización y dentro de él.

Sigue existiendo la necesidad de mejorar el equipo y los procesos de preparación, recolección y recogida de partículas pequeñas, especialmente las preparadas en SCF. En particular, sigue existiendo la necesidad de un sistema de mayor rendimiento que pueda funcionar de forma continua o semicontinua y que permita la recolección de partículas con un mínimo o ningún cese de la etapa de formación de partículas.

Sumario de la invención

La presente invención busca superar algunas o todas las desventajas inherentes de estado de la técnica. La presente invención proporciona un conjunto de equipamiento adecuado para la preparación, recolección y recogida de partículas.

La invención es particularmente adecuada para los procesos que emplean la formación de partículas con disolvente/antidisolvente, especialmente de micropartículas y nanopartículas. La invención emplea un sistema de filtración en tándem que comprende al menos un filtro de alta presión, al menos un filtro de baja presión y al menos un recipiente de recolección. El sistema de filtración en tándem se coloca aguas abajo de una cámara de precipitación en la que se forman las partículas.

Durante el funcionamiento, un fluido de precipitación (que comprende un antisolvente para al menos un soluto) se carga en una cámara de precipitación. Un fluido de proceso (que comprende al menos un soluto disuelto en al menos un disolvente) se dispersa en forma de gotas en el fluido de precipitación, de tal manera que el disolvente se difunde lejos de las gotas del fluido de proceso y en el fluido de precipitación, por lo que el soluto precipita en el antisolvente. El medio de precipitación que contiene partículas se conduce desde la cámara de precipitación a un filtro recolector de alta presión, por lo que la mezcla de disolvente/antidisolvente se separa de las partículas que se acumulan en la superficie de un elemento poroso en el filtro de recolección. A continuación, una carga de antisolvente limpio pasa por el filtro recolector en la misma dirección que el medio de precipitación para eliminar el disolvente residual de las partículas. A continuación, se reduce la presión interna del filtro recolector y se hace pasar un gas de baja presión a través del filtro en dirección inversa al medio de precipitación, desalojando así las partículas de la superficie del elemento poroso. El gas conduce las partículas a un filtro recolector de baja presión, por el que el gas se separa de las partículas en la superficie de un elemento poroso del filtro recolector. A continuación, las partículas caen debido a (son ayudadas o forzadas por) la gravedad en un recipiente de recogida.

El sistema de filtro tándem del invento puede utilizarse para recoger partículas e incluso para lavarlas/enjuagarlas, si se desea, para eliminar los componentes no deseados de las partículas. Un filtro recolector puede utilizarse para extraer compuestos de las partículas mediante extracción, para eliminar los contaminantes de las partículas mediante lavados repetidos o para eliminar el disolvente de las partículas. El filtro puede utilizarse, entre otras cosas, para lavar las partículas con él y recoger las partículas de los antisolventes, especialmente los antisolventes supercríticos. En consecuencia, el componente o componentes no deseados de las partículas serán solubles en el antisolvente.

Un aspecto de la invención proporciona un sistema de filtro de alta presión para la recolección de partículas que comprende:

una carcasa de alta presión que define una cavidad de proceso longitudinal que comprende una porción cónica (inclinada) que apunta hacia abajo, al menos un puerto de entrada y al menos un puerto de salida;

una línea de suministro de suspensión de partículas líquidas acoplada al puerto de entrada y configurada para proporcionar una suspensión de partículas líquidas a alta presión que comprende partículas y antisolvente;

una línea de suministro de gas conectada al puerto de salida y configurada para proporcionar un gas inerte de baja presión;

un controlador de temperatura para controlar la temperatura de la carcasa; y

al menos un elemento longitudinalmente poroso que se extiende en la cavidad y que comprende una pared porosa que define un conducto interior longitudinal que se conecta de forma conductiva con al menos un puerto de salida,

en el que,

el elemento poroso se conecta de forma conductiva directa o indirectamente con el puerto de salida;

el sistema de filtrado está configurado para recibir una suspensión de partículas de alta presión en una primera dirección de proceso hacia adelante y para recibir un gas inerte de baja presión en una segunda dirección de proceso hacia atrás, en la que la dirección del proceso es con respecto al flujo a través del elemento poroso.

Algunos ejemplos de realización de la invención incluyen aquellas en las que: 1) el sistema de filtro recolector comprende además un recipiente de recolección; 2) el recipiente de recolección está ventilado; 3) la cavidad del proceso está orientada verticalmente a lo largo de su eje longitudinal; 3) la orientación vertical es perpendicular al suelo o paralela al eje lineal de una línea de plomada; 4) al menos un puerto de entrada está configurado para servir como puerto de salida para una suspensión de partículas gaseosas; 5) el elemento poroso y la carcasa son cilíndricos; 6) el controlador de temperatura comprende una camisa de calefacción y/o refrigeración que rodea la carcasa; 7) la geometría de la porción cónica es tal que el extremo superior más ancho tiene un diámetro de unos 25 a unos 125 mm, el extremo inferior más estrecho tiene un diámetro de unos 5 a unos 50 mm y la porción cónica tiene unos 50 a unos 250 mm de longitud; 8) la cavidad del proceso comprende además una porción cilíndrica lineal en la que se dispone el elemento poroso; 9) el espacio entre la superficie exterior del elemento poroso y la superficie interior de la cavidad de proceso está en el rango de unos 5 a unos 100 mm, unos 20 a unos 100 mm, unos 40 a unos 100 mm, unos 60 a 80 mm, unos 70 mm; 10) el puerto de salida está configurado como puerto de flujo reversible, por ejemplo, para servir de salida de líquido y de entrada de gas; 11) el diámetro del conducto interior está en el rango de unos 5 a unos 60 mm, unos 10 a unos 50 mm, unos 15 a unos 35 mm, unos 20 a 30 mm, unos 25 mm; 12) el diámetro exterior del elemento poroso está en el rango de unos 10 a unos 60 mm, unos 15 a unos 35 mm, unos 20 a 30 mm, unos 25 mm; 13) la suspensión de partículas líquidas comprende partículas, antisolventes y disolventes; 14) el sistema comprende además una o más válvulas que dirigen el flujo de una suspensión de partículas líquidas al filtro recolector y el flujo directo de una suspensión de partículas gaseosas desde el filtro recolector; y/o 15) una parte de la cavidad de proceso del alojamiento del filtro es cilíndrica, rectangular, elipsoidal o esférica. El elemento poroso puede disponerse dentro de la cavidad de proceso de manera que su superficie sea tangencial, perpendicular o en un ángulo no perpendicular (1-89°, 20-80°, 30-60°, unos 30°, unos 45° o unos 60°) con respecto al eje lineal de la cavidad o con respecto al flujo global del fluido a través de la superficie del elemento poroso.

Otro aspecto de la invención proporciona un sistema de filtro de recolección de partículas de baja presión que comprende:

una carcasa de baja presión que define una cavidad de proceso longitudinal y que comprende al menos un puerto de entrada, al menos un puerto de salida de gas y al menos un puerto de salida de partículas; y

una línea de suministro de suspensión de partículas gaseosas unida con la al menos una entrada y configurada para proporcionar una suspensión de partículas gaseosas de baja presión compuesta por partículas y gas;

al menos un elemento poroso longitudinal que se extiende en la cavidad y que comprende una pared porosa que define un conducto interno longitudinal conductivamente conectado con él al menos puerto de entrada y el al menos puerto de salida de partículas;

en el que,

el sistema de filtros está configurado para recibir la suspensión de partículas gaseosas de baja presión en una dirección de proceso hacia adelante;

el elemento poroso está configurado para retener las partículas y permitir el paso del gas al menos a una salida de gas; el conducto del elemento poroso está orientado de tal manera que las partículas caen por gravedad a través del al menos un puerto de salida de partículas.

Algunos ejemplos de realización de la invención incluyen aquellos en los que: 1) el sistema comprende además un recipiente de recogida de partículas; 2) el recipiente de recogida está ventilado; 3) el conducto interno está orientado verticalmente a lo largo de su eje longitudinal; 4) la orientación vertical es perpendicular al suelo o paralela al eje lineal de una línea de plomada; 5) al menos un puerto de entrada está configurado para recibir una suspensión de partículas gaseosas; 6) el elemento poroso es cilíndrico; 7) el conducto interno del elemento poroso tiene un diámetro interior en el rango de unos 5 a unos 60 mm, unos 10 a unos 50 mm, unos 15 a unos 35 mm, unos 20 a 30 mm, unos 25 mm; 8) el sistema comprende además un sistema de pulsación de gas configurado para impulsar el gas (en una dirección de operaciones inversa) desde la salida de gas de la carcasa hasta el elemento poroso; 9) el recipiente de recogida se coloca debajo del elemento poroso o a un nivel inferior al elemento poroso; 10) la ventilación del recipiente de recogida comprende el medio de filtración; 11) el sistema comprende además una o más válvulas aguas arriba del puerto de entrada para dirigir el flujo de una suspensión de partículas gaseosas al filtro de recogida; y/o 12) el sistema comprende además una o más válvulas aguas abajo del puerto de salida.

En algunos ejemplos de realización, el elemento poroso: a) comprende sustancialmente la misma porosidad en todas partes; b) comprende una primera porción porosa y una segunda porción porosa, en la que el diámetro medio de los poros de la primera porción es mayor que el diámetro medio de los poros de la segunda porción; y/o c) comprende dos porciones porosas sustancialmente coextendidas que difieren en el diámetro medio de sus respectivos poros. En algunos ejemplos de realización, una primera porción porosa tiene un diámetro medio de los poros de unas 0,3-0,6 micras, y una segunda porción porosa tiene un diámetro medio de los poros de unas 0,02-0,10 micras. El elemento poroso puede ser un tubo o una placa. En algunos ejemplos de realización, una porción es una lámina y el elemento poroso comprende dos o más láminas.

En algunos ejemplos de realización, el filtro de alta presión comprende uno o más elementos porosos, por ejemplo, dos, tres, cuatro o más. En algunos ejemplos de realización, el elemento poroso está unido de forma conductiva a la parte superior del conjunto del filtro. En otros ejemplos de realización, el elemento poroso está unido de forma conductiva con la porción más baja del conjunto de filtro. Uno o más elementos porosos pueden ocupar juntos hasta aproximadamente el 90%, aproximadamente el 50%, aproximadamente el 25%, o aproximadamente el 10% del volumen de la cavidad de proceso del montaje del filtro.

Otro aspecto de la invención comprende un conjunto de equipamiento de recogida y de formación de partículas que comprende:

a) un sistema de formación de partículas de alta presión que comprende una cámara de precipitación presurizable que comprende una entrada de SCF, una entrada de fluido de proceso, una salida de fluido, un dispensador de fluido de proceso configurado para dispersar el fluido de proceso en la cámara, en la que el sistema está configurado para formar una suspensión líquida de alta presión que contiene partículas; y

b) un sistema de recogida de partículas de filtración en tándem que comprende:

1) al menos un filtro recolector de alta presión configurado para recibir una suspensión líquida de alta presión que contenga partículas del sistema de formación de partículas y para formar una suspensión gaseosa de baja presión que contenga partículas,

2) al menos un filtro de recogida de baja presión en tándem con el filtro recolector y configurado para recibir una suspensión gaseosa de baja presión que contenga partículas del filtro recolector, para separar el gas de las partículas y para conducir las partículas a un recipiente colector, y

3) al menos un recipiente recolector configurado para recibir y recoger partículas.

Otro aspecto de la invención comprende un conjunto de equipamiento de formación y recolección de partículas que comprende:

a) un sistema de suministro SCF;

b) un sistema de suministro de fluido de proceso;

c) al menos un sistema de formación de partículas que comprende una cámara de precipitación presurizable que comprende una entrada de SCF, una entrada de fluido de proceso, una salida de fluido, un dispensador de fluido de proceso configurado para dispersar el fluido de proceso en la cámara; y

d) por lo menos un sistema de filtración de partículas de filtro en tándem conectado al sistema de formación de partículas y que comprenda por lo menos un filtro recolector de alta presión y por lo menos un filtro de recogida de baja presión, en el que el filtro de recogida se encuentre aguas abajo del filtro recolector; y

e) al menos un sistema de recolección conectado al sistema de filtración de partículas y que comprenda al menos un recipiente de recolección.

Algunos ejemplos de realización de la invención incluyen aquellas en los que: 1) el dispersor comprende un miembro vibrable; 2) el miembro vibrable es una boquilla, placa o malla; 3) el dispersor comprende un vibrador que comprende al menos un componente piezoeléctrico; 4) el dispersor comprende un conducto para el fluido de proceso y un conducto para el SCF; 5) el dispersor comprende un vibrador y un miembro vibrable; 6) el dispersor comprende un vibrador y una boquilla, placa o malla; 7) el conjunto del equipamiento comprende al menos dos sistemas de filtración de partículas de filtro en tándem; 8) los al menos dos sistemas de filtración de partículas de filtro en tándem están dispuestos en paralelo y configurados para funcionar alternativamente; 9) los al menos dos sistemas de filtración de partículas de filtro en tándem están dispuestos en paralelo y configurados para funcionar simultáneamente; 10) el conjunto de equipamiento comprende al menos dos sistemas de recogida; 11) el dispersor comprende una boquilla convergente o divergente que genera una onda ultrasónica estacionaria durante el funcionamiento; 12) el sistema comprende además una o más válvulas, uno o más actuadores, uno o más reguladores de contrapresión y/o uno o más controladores de flujo; 13) el sistema comprende además un programa informático o una lógica para controlar el funcionamiento de una o más válvulas, uno o más actuadores, uno o más reguladores de contrapresión y/o uno o más controladores de flujo; 14) el dispersor comprende una boquilla capilar; y/o 15) el sistema comprende además uno o más computadores con un medio de almacenamiento de memoria que contiene un programa informático o una lógica adaptados para controlar el funcionamiento de uno o más componentes del sistema.

Otro aspecto de la invención proporciona un método de procesamiento de una suspensión de partículas, el método comprendiendo:

a) proporcionar un conjunto de equipamiento de filtrado en tándem que comprende: 1) al menos un filtro recolector de alta presión; 2) al menos un filtro de recogida de baja presión; y 3) al menos un recipiente de recolección;

b) proporcionar una suspensión líquida de partículas SCF;

c) filtrar la suspensión líquida de SCF haciéndola fluir a través del filtro recolector en dirección hacia adelante para retener las partículas en el filtro;

d) eliminar las partículas del filtro recolector haciendo pasar el gas de baja presión por el filtro recolector en dirección inversa y conduciendo las partículas como una suspensión gaseosa a un filtro de recogida de baja presión;

e) separar las partículas del gas haciendo pasar la suspensión gaseosa por el filtro recolector en dirección hacia adelante; y

f) conducir y recoger las partículas a un recipiente de recogida.

En algunos aspectos, la invención proporciona un polvo hecho según un proceso de la invención o un polvo hecho con un sistema de la invención.

Algunos ejemplos de realización de la invención incluyen aquellas en los que: 1) el filtro recolector es un filtro de alta presión; 2) el proceso comprende además la carga de líquido limpio (que no contiene disolvente ni partículas) de SCF en el filtro recolector en dirección hacia adelante; 3) el proceso comprende además la reducción de la presión interna del filtro recolector; 4) el proceso comprende el forzar las partículas por gravedad al recipiente de recolección; 5) el filtro de alta presión y la cámara de precipitación están adaptados para funcionar a unos 5. 516 MPa (800 psi) a unos 20.684 MPa (3000 psi), unos 6.895 MPa (1000 psi) a unos 13.79 MPa (2000 psi), o unos 7.653 MPa (1.110 psi) a unos 9.652 MPa (1.400 psi); y/o 6) una combinación de ambos.

El conjunto de equipamiento puede comprender además: a) uno o más filtros recolectores de partículas; b) uno o más filtros de recogida de partículas; c) uno o más recipientes de recolección ventilados; d) uno o más sensores de presión; e) uno o más sensores de temperatura; f) uno o más controladores de temperatura que rodeen, al menos parcialmente, una o más de las cámaras de precipitación, el filtro recolector, el filtro de vaciado y el recipiente de recolección; g) uno o más calentadores para SCCO² ; h) una o más bombas para bombear el fluido de proceso y/o SCCO² ; i) uno o más recipientes de separación de disolventes; j) uno o más recipientes de recogida de disolventes; k) el sistema comprende uno o más sensores en línea; 1) se puede seleccionar un sensor en línea del grupo que consiste en un sensor espectrofotométrico, un sensor de tamaño de partículas, un sensor de presión, un sensor de temperatura, un sensor de infrarrojos, un sensor de próximos a infrarrojo y un sensor ultravioleta; o k) cualquier combinación de los mismos.

Algunos ejemplos de realización de la invención incluyen aquellos en los que: a) el conjunto de equipamiento comprende dos filtros recolectores de partículas, dos filtros de recogida de partículas y dos recipientes de recolección; b) el conjunto de equipamiento comprende dos filtros recolectores de partículas, un filtro de recogida de partículas y uno o más recipientes de recolección; c) el conjunto de equipamiento comprende dos filtros recolectores de partículas, dos filtros de recogida de partículas y uno o más recipientes de recolección; d) el conjunto de equipamiento comprende dos filtros recolectores de partículas, un filtro de recogida de partículas y uno o más recipientes de recolección; e) el conjunto de equipamiento comprende dos sistemas de recolección y recogida de partículas con filtros en tándem dispuestos en paralelo; f) el conjunto de equipamiento comprende dos o más filtros recolectores de partículas dispuestos en paralelo, un filtro recolector de partículas y dos o más recipientes de recolección dispuestos en paralelo; g) el conjunto de equipamiento comprende dos o más cámaras de precipitación; o h) cualquier combinación de los mismos.

La invención incluye todas las combinaciones de los aspectos y ejemplos de realización divulgadas en el presente documento.

Descripción de las figuras

Las siguientes figuras forman parte de la presente descripción y describen ejemplos de realización de la invención reivindicada. El experto en la materia podrá ejecutar la invención sin necesidad de experimentación excesiva a la luz de estas figuras y de la descripción que aquí se hace.

La FIG. 1 muestra un ejemplo de un sistema de formación, separación y recogida de partículas (1) de la invención que comprende un ejemplo de un sistema de filtración de partículas con filtro en tándem o un sistema de filtración de partículas con filtro único.

La FIG. 2 muestra un ejemplo de realización alternativo del ejemplo del sistema de formación, separación y recogida de partículas (25) que aquí comprende ejemplos de dos sistemas de filtración de partículas con filtro en tándem dispuestos en paralelo y configurados para un funcionamiento alternativo o simultáneo.

La FIG. 3 muestra un ejemplo de realización alternativo del sistema de formación, separación y recogida de partículas (35) que comprende un ejemplo del sistema de filtración de partículas con filtro en tándem y un filtro recolector adicional dispuesto en paralelo, en el que los dos filtros recolectores están dispuestos en paralelo y configurados para un funcionamiento simultáneo o alterno.

La FIG. 4 muestra un ejemplo de realización alternativo del ejemplo del sistema de formación, separación y recogida de partículas (45), que comprende dos ejemplos de sistemas de filtración de partículas con filtro en tándem dispuestos en paralelo y configurados para un funcionamiento alternativo.

La FIG. 5 muestra un ejemplo de realización alternativo del ejemplo del sistema de formación, separación y recogida de partículas (46) que comprende dos filtros recolectores de partículas dispuestos en paralelo y configurados para un funcionamiento alternativo, un filtro de recogida de partículas y dos recipientes de recolección dispuestos en paralelo y configurados para un funcionamiento alternativo.

La FIG. 6 muestra una vista lateral de una sección parcial de un ejemplo de un filtro recolector de alta presión (50).

La FIG. 7 muestra una vista lateral de una sección parcial de otro ejemplo de un filtro recolector de alta presión (65).

La FIG. 8 muestra una vista lateral de una sección parcial de un ejemplo de un filtro de recogida de baja presión (77) en funcionamiento y conectado a un recipiente de recolección.

La FIG. 9 muestra una vista lateral de una sección de un ejemplo de realización de un elemento poroso.

La FIG. 10 muestra una vista lateral de una sección de otro ejemplo de realización de un elemento poroso. Las FIGS. 11A-11E muestran vistas laterales de una sección parcial de ejemplos de filtros de alta presión que emplean el elemento poroso de la FIG. 9 .

Las FIGS. 12A-12E muestran vistas laterales de una sección parcial de ejemplos de filtros de alta presión que utilizan el elemento poroso de la FIG. 10 .

La FIG. 13 muestra una vista lateral en sección de un ejemplo de un elemento poroso en forma de placa plana. Las FIGS. 14A, 14B, 15A, 15B, 16A, 16B, 17A y 17B muestran vistas laterales de una sección parcial de filtros de alta presión que utilizan el elemento poroso de la FIG. 13 .

Descripción detallada de la invención

Entre los aspectos y elementos de la invención figuran un sistema de formación, separación y recogida de partículas, un sistema de separación y recogida de partículas en tándem, un filtro recolector de alta presión, un filtro de recogida de baja presión, un método de formación, separación y recogida de partículas y un método de tratamiento de partículas.

El conjunto de equipamientos (1, esquema en la FIG. 1 ) se utiliza para preparar las partículas mediante la precipitación de un soluto a partir de un fluido de proceso que contiene un soluto dispersado en un antisolvente. El fluido de proceso de un sistema de suministro de fluido de proceso (3) entra en la boquilla (4) a través de una entrada (25) de la cámara de precipitación (2). Al mismo tiempo, el antisolvente de un sistema de suministro de antisolventes (5) fluye a través de la boquilla, por lo que el fluido de proceso y el antisolvente se mezclan íntimamente causando la dispersión del fluido de proceso en el antisolvente. Alternativamente, el antisolvente se carga en la cámara de precipitación a través de una entrada separada y el fluido de proceso se dispersa en ella por medio de la boquilla. Al entrar en contacto las gotas del fluido de proceso con el antisolvente, el disolvente del fluido de proceso se difunde en el antisolvente y causa la precipitación del soluto en partículas. Las partículas se separan entonces de la mezcla de antisolvente y disolvente por medio de al menos un filtro.

Tras la formación de las partículas en la cámara de precipitación, el medio líquido de precipitación (una suspensión de partículas líquidas que comprende scCO² , disolvente y partículas) se conduce a través de una salida (24) a por lo menos un filtro recolector de partículas (6a) que comprende una carcasa, una entrada, una salida y un elemento poroso interior acoplado a la salida, donde el fluido scCO² y el disolvente se separan de las partículas en la superficie del elemento poroso. El scCO² y el disolvente pasan a través del elemento poroso y son conducidos a un recipiente de separación de disolventes (7a). Desde allí, el disolvente separado es conducido a un recipiente de recogida de disolvente (8a). La colocación de la salida (24) es tal que minimizará la acumulación del medio fluido de precipitación en una o más regiones dentro de la cámara cuando el proceso se lleva a cabo como un proceso de flujo. Por ejemplo, si la boquilla está en un extremo de la carcasa, la entrada de antisolvente se dispondrá en o hacia el mismo extremo de la carcasa y la salida se dispondrá en o hacia el extremo opuesto de la carcasa.

Las partículas se descargan entonces del filtro recolector. Esto se logra deteniendo el flujo de scCO² en el filtro recolector, reduciendo la presión interna del filtro recolector y haciendo pasar un flujo inverso de gas, por ejemplo, gas inerte de un suministro (9a), a través del elemento poroso para desprender las partículas del elemento poroso. Las partículas desprendidas se conducen a través de al menos un filtro recogida de partículas (12a) que comprende una carcasa, una entrada, una salida y un elemento poroso interior acoplado a la salida, en el que el gas se separa de las partículas en la superficie interior o exterior del elemento poroso. A medida que las partículas se separan, se descargan por gravedad en el recipiente de recogida (10a). Alternativamente o, además, las partículas pueden ser eliminadas del filtro de recogida proporcionando un flujo inverso de gas, como el de un suministro (9b), a través del elemento poroso para desalojar las partículas del elemento poroso. Las partículas desalojadas pueden ser recogidas en un recipiente de recolección (10a) equipado con un respiradero. Se puede colocar un recipiente de recolección debajo del filtro recolector y/o el filtro de recogida. El filtro de recogida y el equipo asociado son opcionales. En este caso, se utiliza la variante de la FIG. 1 (representada en líneas discontinuas).

El gas utilizado para desprender las partículas del elemento poroso puede ser cualquier material gaseoso. Es preferible un gas inerte no tóxico. Los gases adecuados incluyen nitrógeno, helio, argón o dióxido de carbono.

Dado que el antisolvente puede ser suministrado como un fluido supercrítico, el conjunto del equipo puede comprender además una bomba (14) y un calentador (15). El orden de colocación de la bomba y el calentador puede ser invertido si es necesario. Puede utilizarse cualquier bomba capaz de elevar la presión interna del conjunto del equipo hasta una presión casi crítica o supercrítica del antisolvente. En algunos ejemplos de realización, la bomba es capaz de presurizar la cámara de precipitación a una presión de entre 5.516 MPa (800 psi) y 20.684 MPa (3000 psi). En algunos ejemplos de realización, la bomba utilizada para presurizar el antisolvente o el fluido de proceso es una bomba dosificadora. Asimismo, se puede utilizar cualquier calentador capaz de elevar la temperatura del antisolvente hasta su temperatura casi crítica o hasta su temperatura supercrítica. El calentador se selecciona independientemente en cada caso a partir de un flujo a través del calentador colocado en un conducto o un elemento calefactor acoplado a un sistema de suministro respectivo de disolvente o fluido de proceso. En algunos ejemplos de realización, el calentador es capaz de calentar el fluido de proceso o el antisolvente a una temperatura de unos 30 °C a 70 °C.

Aunque no se indica en algunos de los dibujos, el conjunto de equipamiento comprende además válvulas plurales que controlan el flujo del fluido de proceso, el antisolvente, el gas y el medio de fluido de precipitación. El conjunto también comprende uno o más reductores de flujo (reguladores de contrapresión) utilizados para regular el flujo de fluido y/o gas a través de los diversos componentes del conjunto y, por tanto, para regular la presión en ellos. Estos componentes se utilizan para regular la temperatura, el caudal de la suspensión (líquido o gas) y la presión interna de los distintos componentes del conjunto. En algunos ejemplos de realización, un controlador se adapta para mantener la presión interna de un componente dentro de aproximadamente ±10%, alrededor de ±5%, o alrededor de ±1% de un valor preestablecido. En algunos ejemplos de realización, un controlador se adapta para mantener la temperatura interna de un componente dentro de unos ±10°, unos ±5° o unos ±2° C de un valor preestablecido. En algunos ejemplos de realización, se adapta un controlador para mantener el flujo de fluido supercrítico, suspensión de partículas líquidas, gas o suspensión de partículas gaseosas de un componente dentro de aproximadamente ±10-33 % de un valor preestablecido. En algunos ejemplos de realización, un controlador se adapta para mantener la tasa de flujo del fluido de proceso a un componente dentro de aproximadamente ±5%, alrededor de ±2,5%, alrededor de ±1% o alrededor de ±0,5% de un valor preestablecido.

El fluido de proceso se calienta opcionalmente a través de un calentador (18), y/o puede ser presurizado con una bomba (19) o con un gas presurizado, es decir, de un suministro (22). La presión del fluido de proceso que entra en la cámara de precipitación debe ser mayor que la presión de la cámara de precipitación para asegurar el flujo positivo (hacia adelante) del fluido de proceso a través de la malla vibratoria. La diferencia de presión (diferencial de presión a favor del fluido de proceso) puede ajustarse como se desee, teniendo en cuenta que, en general, cuanto mayor sea el diferencial de presión, más rápido será el flujo del fluido de proceso a través de la malla vibratoria. La diferencia de presión será generalmente de al menos 34.474 kPa (5 psi) o en el rango de aproximadamente 6.895 kPa (1 psi) a aproximadamente 1.379 MPa (200 psi), aproximadamente 34.474 kPa (1 psi) a aproximadamente 344.738 kPa (50 psi) o aproximadamente 6.895 kPa (1 psi) aproximadamente 68.948 kPa (10 psi). La presión dentro de la cámara puede ser controlada con un sensor de presión (16). Este diferencial de presión se puede utilizar con otros dispersores y conjunto de equipamiento descritos en este documento.

El control de la presión, la temperatura, el caudal de disolvente y la elección del diferencial de disolvente pueden utilizarse para manipular las propiedades de las partículas. La tasa de desolvación de los solutos en la solución puede alterar las propiedades de las partículas, como el diámetro medio de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas, la forma del cristal y el grado de cristalinidad. Controlando cuidadosamente la presión del gas comprimido antisolvente, la tasa de desolvación puede aumentar o disminuir para afectar al tamaño de las partículas. Del mismo modo, los cambios en la temperatura, el disolvente y la relación entre la solución y el antisolvente pueden alterar la velocidad de formación de los cristales y, por lo tanto, alterar las propiedades de los cristales o partículas resultantes. Las partículas pueden ser cristalinas, amorfas o una combinación de ellas.

La cámara de precipitación puede estar equipada con un controlador de temperatura (23), que puede calentar o enfriar la cámara según sea necesario, a fin de mantener la temperatura dentro de la cámara a la temperatura crítica del antisolvente o por encima de ella. La temperatura dentro de la cámara puede ser controlada con un sensor de temperatura (17). El controlador de temperatura se representa como una camisa de calefacción y/o refrigeración que rodea al menos una parte de la carcasa que define la cámara. Un elemento de calefacción y/o de refrigeración puede, opcionalmente, ser colocado dentro de la cámara o incorporado en la pared de la carcasa.

El controlador de temperatura puede ser exterior, interior o integrado en la carcasa. En algunos ejemplos de realización, el controlador de temperatura encapsula la carcasa. Puede comprender al menos un elemento calefactor, al menos un elemento refrigerante o una combinación de ambos. La camisa puede comprender una cavidad llena de gas, vapor o fluido. En algunos ejemplos de realización, la carcasa comprende una pared interior que define la cavidad de proceso y una pared exterior espaciada fuera de la pared interior, en la que las paredes y el espacio que hay entre ellas definen una camisa de control de temperatura.

El recipiente de recogida (10) puede colocarse como se desee en el conjunto de equipamiento. Puede situarse debajo o a un nivel por debajo del filtro correspondiente. Las partículas de un filtro respectivo pueden ser conducidas hacia el recipiente de recogida por gravedad y/o un gas, tal como se describe en este documento o mediante un equipo mecánico. Se ha descubierto que el recipiente de recogida debe ventilarse (11) para maximizar la recogida de partículas. El respiradero (11) puede incluir una plancha, un paño, una bolsa u otro elemento poroso para retener las partículas mientras se permite el paso del gas.

La FIG. 2 muestra un esquema de un conjunto de equipamiento alternativo (25) que puede utilizarse para preparar, recolectar y recoger partículas. El sistema de suministro de antisolventes y el sistema de suministro de fluido de proceso son similares a los de la FIG. 1; sin embargo, la cámara de precipitación comprende una primera entrada (25) para el fluido de proceso y una segunda entrada separada (21a) para el antisolvente. La segunda entrada está situada adyacente a un atomizador (27) que dispersa el fluido de proceso en forma de gotas en la cámara de precipitación. El antisolvente limpio entra en la cámara de precipitación a través de una entrada (21a) en un lugar cercano al atomizador para ayudar a la eliminación de la mezcla de disolvente/antidisolvente/precipitado que se ha formado en las proximidades del atomizador. Alternativamente, la entrada (21 b) para el antisolvente limpio puede estar situada dentro de la misma sección, por ejemplo, la misma mitad, tercera, cuarta, quinta o menor fracción de la cámara que el atomizador. Sólo es importante que el antisolvente limpio entre en la cámara en un lugar suficientemente cercano al atomizador para facilitar la rápida eliminación de la mezcla de fluido que contiene disolvente/antidisolvente/precipitado (medio de precipitación) lejos de la proximidad del atomizador.

El caudal de antisolvente que entra en la cámara excederá el caudal de fluido de proceso, a través del atomizador, en la cámara. De esta manera se minimizará la acumulación de una concentración excesivamente alta de disolvente en el medio de los fluidos de precipitación, en particular en la región de la atomización. La relación entre la tasa de flujo (l/min) de antisolvente y la tasa de flujo (l/min) de disolvente será generalmente de al menos 50:1 o en el rango de aproximadamente 10:1 a aproximadamente 2000:1, o de 50:1 a aproximadamente 500:1, o de aproximadamente 1400:1 a aproximadamente 1500:1.

Aunque el atomizador se representa como si estuviera dispuesto en la superficie del fluido en la cámara, el conjunto puede ser operado de tal manera que el atomizador se disponga por encima o por debajo de la superficie del fluido.

La incorporación de la FIG. 2 comprende un sistema primario de recolección y recogida de partículas con filtro en tándem (a la izquierda del dibujo) y un sistema secundario de recolección y recogida de partículas con filtro en tándem (a la derecha del dibujo). Este conjunto de equipamiento está configurado de tal manera que los sistemas de recolección y recogida de partículas pueden funcionar de forma secuencial o simultánea. Por consiguiente, el paso de formación de partículas puede realizarse de forma continua o semicontinua.

Tal como se muestra, el medio fluido de precipitación sale de la cámara por una salida (24) y se dirige al sistema de la izquierda por una válvula (26). La válvula (28a) dirige el medio al filtro recolector (6a), por el que la mezcla de disolvente/anti-disolvente se separa de las partículas (que son retenidas por el filtro) y se dirige a un recipiente de separación de disolventes (7a). El disolvente que se separa es conducido al recipiente de recogida de disolventes (8a). Cuando se completa la carga del medio de precipitación en el filtro de recogida, la presión interna del mismo se reduce por debajo de las condiciones supercríticas. Se acciona la válvula (29a) y el gas inerte de baja presión (de un suministro 9a) se carga en flujo inverso a través del filtro recolector, desalojando así las partículas retenidas por el filtro para formar una suspensión de partículas gaseosas. La válvula (28a) también se acciona para dirigir la suspensión de partículas gaseosas a un filtro de recogida (12a), que separa las partículas del gas inerte como se ha descrito anteriormente. Las partículas separadas se recogen en el recipiente de recogida (10a).

El sistema de recolección y recogida secundario está configurado y funciona de manera muy parecida al primario. Para un proceso continuo de formación de partículas, la válvula (26) se conmuta según sea necesario del sistema primario al secundario y viceversa, de modo que la recolección de partículas puede ocurrir en un sistema mientras que la recogida de partículas ocurre en el otro sistema.

La FIG. 3 muestra un esquema de un conjunto de equipamiento alternativo (35) que puede utilizarse para preparar, recolectar y recoger partículas. El sistema de formación de partículas es muy similar al de la FIG. 2 , con la excepción de que la cara del atomizador se encuentra debajo de la superficie o dentro del antisolvente en la cámara de precipitación. El conjunto (35) también comprende un sistema de recolección primario y un sistema de recolección secundario similar al de la FIG. 2 . Una diferencia clave entre los conjuntos (25) y (35) es que se ha eliminado la redundancia del sistema de recogida. Aunque este conjunto (35) está configurado para la formación continua o semicontinua de partículas y para la recolección simultánea o secuencial de partículas, sólo emplea un único filtro de recogida. Tal como se muestra en la figura y debido a la disposición de las válvulas (26, 29a y 30a), el sistema de recolección primario (a la izquierda) está recibiendo el medio de precipitación y separando las partículas de la mezcla disolvente/antidisolvente. El sistema de recolección secundario (a la derecha) está descargando y recogiendo partículas debido a la disposición de las válvulas (29b, 30b y 31). Otra diferencia fundamental es que el sistema de recolección comprende dos recipientes de recolección (10a y 10b) y una válvula (41) que dirige alternativamente las partículas recolectadas a uno u otro de los recipientes.

La FIG. 4 muestra un esquema de un conjunto de equipamiento alternativo (45) que se puede utilizar para preparar, recolectar y recoger partículas. El sistema de formación de partículas es similar al de la FIG. 3, con la excepción de que se ha eliminado parte de la redundancia del equipo. El conjunto (45) comprende dos sistemas de recolección y recogida de partículas de filtro en tándem dispuestos en paralelo y configurados para funcionar en secuencia. Una diferencia clave entre los conjuntos (35) y (45) es que se ha eliminado la redundancia de los sistemas de separación y recogida de disolventes. Este conjunto (45) está configurado para la formación continua o semicontinua de partículas y para la recolección secuencial de partículas y la recogida secuencial de partículas. Como se muestra y debido a la disposición de las válvulas (30a, 30b, 39, 40a y 44), el sistema primario de recolección y recogida (6a, 12a a la izquierda) está recibiendo el medio de precipitación y separando las partículas de la mezcla de disolvente/antidisolvente. El sistema de recolección secundaria (6b, 12b a la derecha) está descargando y recogiendo partículas debido a la disposición de las válvulas (30b, 40b, 39, 44, 32 y 33). El medio de precipitación se conduce (41) a la válvula (44) que dirige el medio al filtro recolector (6a). La mezcla de disolvente y antisolvente se dirige por las válvulas (40a) y (39) al sistema de separación y recogida de disolventes. Mientras se produce ese proceso, se descargan las partículas ya recolectadas por el filtro recolector (6b). El gas se dispensa desde un suministro (9) y se dirige a través de una válvula (40b) en flujo inverso a través del filtro (6b). La suspensión de partículas gaseosas es dirigida por las válvulas (30b, 32 y 33) a un filtro de recolección (12b), por el cual las partículas que se separan son forzadas por la gravedad a un recipiente de recolección ventilado (11b) (10b). El funcionamiento entre los sistemas primario y secundario de recogida y recolección se ve afectado simplemente por la conmutación de las válvulas apropiadas para dirigir el flujo de la corriente del proceso según sea necesario.

Otra diferencia entre los conjuntos (35 y 45) es que la forma de la cavidad de proceso de la cámara de precipitación tiene un extremo cónico para reducir al mínimo la acumulación de partículas en la cámara después de la formación y facilitar la limpieza de la cámara.

El conjunto de equipamientos (46) de la FIG. 5 tiene un diseño similar al de la FIG. 4, con la excepción de que hay un único filtro de recogida (48) que se acopla a dos recipientes de recogida. La válvula (47) dirige las partículas a través de una canaleta (49a, 49b) a un recipiente de recogida respectivo. Este conjunto de equipamiento es adecuado para el funcionamiento continuo, ya que proporciona una formación continua de partículas, una recolección continua de partículas con filtros de recolección paralelos que funcionan alternativamente, y una recolección continua de partículas con funcionamiento de filtro de recogida de partículas continuo y llenado alterno de los recipientes de recolección.

La FIG. 6 muestra un filtro recolector tipo (50) que comprende una carcasa con camisa extendida (51), un elemento poroso extendido (53) y un cabezal con bridas (60a-60c). La superficie interior de la carcasa define una sección superior cilíndrica extendida (64) y una sección inferior cónica (63) dirigida hacia abajo (que apunta hacia abajo) de una cavidad de proceso dentro de la cual se dispone el elemento poroso. La pared de la carcasa con camisa incluye una cavidad (52) dentro de la cual fluye el material de control de la temperatura a través de los puertos (55) y (54). La cavidad de proceso incluye una entrada (56) que también sirve como salida cuando el filtro se opera en la dirección inversa como se describe en el presente documento. La brida (60b) de la cabeza incluye una salida (57) que también sirve de entrada cuando el filtro se opera en la dirección inversa como se describe en este documento. La brida (60a) incluye una cavidad (58) y una entrada (61) y una salida (62). Una porción mayor o sustancialmente todo el elemento poroso puede extenderse a la porción cilíndrica superior. Una porción menor o mayor del elemento poroso puede extenderse a la porción cónica invertida.

Durante la operación de avance, las partículas son retenidas por el elemento poroso del filtro. El medio de precipitación entra en la cavidad del proceso a través de la entrada (56), por lo que el disolvente y el antisolvente pasan a través del elemento poroso (no representado en la sección transversal) a un conducto interno y son conducidos a la salida (57), a la cavidad (58), a la salida (62) y finalmente hacia el sistema de separación de disolventes (no representado). Las partículas se acumulan en la superficie exterior del elemento poroso. Para mantener la temperatura del medio de precipitación dentro de un rango de operación adecuado, el fluido de control de temperatura se conduce a través de la camisa.

En la operación inversa, las partículas se descargan del filtro. Se hace fluir un gas a través de la entrada (61), la salida (57, que ahora sirve de entrada), el conducto interno del elemento poroso y a través del elemento poroso, desalojando así las partículas y formando una suspensión de partículas gaseosas (partículas arrastradas en un gas en movimiento) que sale de la carcasa a través de la entrada (56, que ahora sirve de salida).

La FIG. 7 muestra un ejemplo de realización alternativo de un filtro recolector (65). Su construcción es similar a la del filtro (50) de la FIG. 6; sin embargo, este filtro comprende dos (67, 68; plural) elementos porosos extendidos dispuestos en la cavidad de proceso extendida de la carcasa (60). La brida superior comprende también una única salida (70) y dos entradas (69); sin embargo, también puede utilizarse una única de cada una o varias de cada una. El funcionamiento de este filtro es el mismo que el del otro filtro de recolección.

La FIG. 8 muestra un filtro recolector (75) acoplado a un recipiente colector (86) por medio de un acoplamiento (84). El filtro consta de una carcasa (76), una entrada (79), una salida (78), un elemento poroso extendido (80) que define un conducto interno conectado con la entrada y la salida, una cavidad (77) definida por la superficie interior de la carcasa y la superficie exterior del elemento poroso, y una salida (81) en comunicación con la cavidad y configurada para liberar el gas de la misma (77). El recipiente de recogida también comprende un respiradero (83) que comprende opcionalmente un filtro, como una plancha, una malla, un paño u otro material similar (82). Durante el funcionamiento, una suspensión de partículas gaseosas (partículas arrastradas en un gas) entra en la entrada (79) y se conduce a través del conducto interno del elemento poroso, por el que el gas pasa a través del elemento poroso a la cavidad (77) y sale por la salida (81), pero las partículas quedan retenidas en el conducto interno y caen a través de la salida (78), la entrada (85) y se acumulan en el recipiente colector (86). El respiradero (83) sólo permite la salida de una pequeña parte del gas, ya que la mayor parte del gas en suspensión se elimina a través de la salida (81).

Aunque no se muestra en la FIG. 8, se puede incluir una fuente de gas inerte que impulsa el gas en una dirección de proceso inversa a través de la salida (81) para desalojar cualquier partícula que pueda acumularse en la superficie del elemento poroso, aunque dicha acumulación deba ser mínima.

La FIG. 9 muestra una sección de una vista lateral de un elemento poroso en forma de tubo cerrado (90) que comprende un extremo abierto (93) de un lumen interior, un extremo cerrado (94), una porción porosa exterior (lámina) de porosidad gruesa y una porción porosa interior (lámina) de porosidad fina. El elemento poroso (100) de la FIG. 10 es sustancialmente el mismo que el de la FIG. 9, excepto que la porción de porosidad fina está en el exterior y la porción de porosidad gruesa está en el interior del elemento poroso.

La FIG. 11A muestra una sección parcial lateral de un conjunto de filtros (107) que comprende una carcasa (106) con una parte inferior cónica o inclinada y un elemento poroso en forma de tubo único (105), tal como se muestra en la FIG. 9, con una superficie exterior de porosidad gruesa. Durante la primera parte de la operación de recolección, el fluido de proceso se carga en el alojamiento en la dirección de la flecha oscura inferior y el filtrado sale del alojamiento en la dirección de la flecha oscura superior, por lo que las partículas quedan retenidas en la superficie exterior del elemento poroso y dentro de la cavidad de proceso del filtro. Durante la segunda parte de la operación de recolección, el gas se carga en la carcasa en la dirección de la flecha blanca superior y una suspensión gaseosa de partículas sale del alojamiento en la dirección de la flecha blanca inferior, descargando así las partículas de la carcasa.

El conjunto de filtros (101) de la Fig. 11B es similar al de la Fig. 11A, salvo que el elemento poroso (108) posee un diámetro exterior mayor, y opcionalmente de mayor longitud, que el elemento poroso (105) y, por lo tanto, ocupa un mayor porcentaje de la cavidad interior de la carcasa. El conjunto de filtros (102) de la FIG. 11C es similar al de la FIG. 11a , salvo que comprende dos elementos porosos. El conjunto de filtros (103) de la FIG. 11D es similar al de la FIG. 11A, excepto que está compuesto por tres elementos porosos. El conjunto de filtros (104) de la FIG. 11E es similar al de la FIG.

11D excepto que los elementos porosos están al revés y están acoplados a una placa en el extremo inferior de la carcasa de tal manera que el fluido de proceso entra en contacto con el interior del elemento poroso y las partículas se retienen en el interior de los elementos porosos en lugar de en su exterior.

Las FIGS. 12A-12E son similares a las FIGS. 11A-11E, respectivamente, excepto que se utiliza el elemento poroso de la FIG. 10, de tal manera que la lámina de porosidad más pequeña está en el exterior y la lámina de porosidad más gruesa está en el interior.

FIG. 13 representa un elemento poroso (120) en la forma de una placa plana. Comprende una lámina de porosidad gruesa (121) y una lámina de porosidad fina (122). El elemento poroso puede montarse en un conjunto de filtros de manera que el fluido de proceso entre en contacto con la lámina gruesa o la lámina fina. La lámina puede ser plana o curva.

La FIG. 14A muestra una sección parcial de un conjunto de filtros (125) que comprende una carcasa (127) y un elemento poroso (126) con una lámina de porosidad fina que contacta con el fluido de proceso y una lámina de porosidad gruesa a través de la cual pasa el filtrado. Durante la primera parte de la operación de recolección, el fluido de proceso se carga en la carcasa en la dirección de la flecha oscura inferior y el filtrado sale de la carcasa en la dirección de la flecha oscura superior, por lo que las partículas quedan retenidas en la superficie exterior del elemento poroso y dentro de la cavidad de proceso del filtro. Durante la segunda parte de la operación de recolección, el gas se carga en el alojamiento en la dirección de la flecha blanca superior y una suspensión gaseosa de partículas sale de la carcasa en la dirección de la flecha blanca inferior, descargando así las partículas de la carcasa.

La FIG. 14B muestra un conjunto de filtros similar al de la FIG. 14A, salvo que el elemento poroso de la FIG. 14B está invertido de tal forma que una lámina de porosidad gruesa entra en contacto con el fluido de proceso y el filtrado pasa a través de una lámina de porosidad fina.

Las FIGS. 15A y 15B son similares a las FIGS. 14A y 14B, respectivamente, excepto que la carcasa es mucho más corta en longitud.

La FIG. 16A muestra una vista lateral de una sección parcial de un filtro (135) que comprende el elemento poroso en forma de placa (136) de la FIG. 13 dentro de una carcasa redonda (esférica, elíptica, cilíndrica). Las porciones superior e inferior de la carcasa pueden ser sustancialmente de la misma forma, tamaño y/o volumen. Durante la primera parte de la operación de recolección, el fluido de proceso se carga en la carcasa en la dirección de la flecha oscura inferior y entra en contacto con la porción de porosidad fina del elemento poroso, por lo que el filtrado pasa a través de la porción de porosidad gruesa y sale de la carcasa en la dirección de la flecha oscura superior, por lo que las partículas quedan retenidas en la superficie exterior del elemento poroso y dentro de la cavidad de proceso del filtro. Durante la segunda parte de la operación de recolección, el gas se carga en la carcasa en la dirección de la flecha blanca superior y una suspensión gaseosa de partículas sale de la carcasa en la dirección de la flecha blanca inferior, descargando así las partículas de la carcasa. El filtro puede ser invertido de tal manera que el fluido de proceso entre primero en contacto con la porción de porosidad gruesa.

La FIG. 16B muestra una sección parcial lateral de un filtro (137) similar al filtro de la FIG. 16A, excepto que el cuerpo es cuadrado, rectangular o cilíndrico. Este filtro también puede invertirse durante el funcionamiento.

La FIG. 17A muestra una vista lateral de una sección parcial de un filtro (140) que comprende una carcasa (141) y un elemento poroso (142). A diferencia del filtro de la FIG. 14A, en el que el elemento poroso (126) está montado de forma perpendicular al eje longitudinal de la carcasa y al flujo o fluido de proceso a través de la carcasa, el elemento poroso (142) está montado en un ángulo no perpendicular con respecto al eje longitudinal de la carcasa o con respecto al flujo de fluido de proceso a través de la carcasa. En este ejemplo de realización, el fluido de proceso entra en contacto con la lámina de porosidad fina. En el ejemplo de realización alternativo de la FIG. 17B, el fluido de proceso contacta con la lámina de porosidad gruesa.

Con el fin de establecer la importancia de las diferencias entre este equipo instantáneo que emplea un sistema de filtros en tándem como se describe en el presente documento y otros conjuntos de filtros, el funcionamiento del conjunto se comparó con otro sistema que excluye el filtro de recolección y emplea un recipiente de precipitación, un filtro de recogida y un recipiente de recogida ventilado. Se hicieron las siguientes observaciones: a) las partículas salían por el respiradero del recipiente de recogida cuando el filtro recolector se lavaba con nitrógeno a baja presión; b) las partículas se acumulaban y se adherían a la superficie interior de la tapa y de la parte superior del recipiente de recogida. Sin embargo, cuando se empleaba un filtro de recogida aguas abajo del filtro recolector, las partículas se recogían limpia y fácilmente en el fondo del recipiente de recogida y las partículas no se adherían a la superficie interior del recipiente de recogida.

Para establecer la importancia del retrolavado del filtro recolector con un gas de baja presión, el filtro recolector se hizo funcionar con y sin retrolavado. Sin retrolavado, una cantidad sustancial de partículas se acumulaban en la superficie del elemento poroso y en el fondo de la cavidad de proceso. Las partículas tenían que ser liberadas del elemento poroso y eliminadas del fondo por medios físicos/mecánicos. Con el retroceso, no se observó ninguna acumulación de partículas en el fondo de la cavidad y sólo se observó una acumulación mínima de las partículas en la superficie del elemento poroso.

El fluido de proceso comprende al menos un disolvente y al menos un soluto disuelto en él. El fluido de proceso puede comprender dos o más o disolventes plurales. La concentración del soluto en el fluido de proceso puede ser variada según se necesite. En algunos ejemplos de realización, la concentración es al menos de alrededor de 0,1% en peso y puede variar entre 0,1% y alrededor de 20% en peso.

Las dimensiones de la carcasa que define la cámara de precipitación pueden ser variadas como se desee. Aunque la carcasa se representa como si estuviera dispuesta verticalmente, puede estar inclinada o dispuesta horizontalmente. La carcasa (y por lo tanto la cámara) puede ser más larga que su anchura, puede tener la misma anchura y longitud o puede ser más corta que su anchura. Puede utilizarse una carcasa estrecha que defina una cámara estrecha. En algunos ejemplos de realización, el eje longitudinal de la cámara es vertical y el diámetro de la cámara es más corto que su longitud.

Aunque el sistema es particularmente adecuado para aplicaciones de fluidos supercríticos, también puede emplearse para preparar partículas de sistemas de formación de partículas antisolventes o disolventes no críticos y casi críticos, en los que el fluido de proceso (disolvente que contiene disolvente) se atomiza en o sobre el antisolvente.

El soluto puede ser cualquier compuesto o combinación de compuestos o materiales poco solubles o insolubles en el antisolvente. Los compuestos adecuados incluyen un ingrediente activo farmacéutico, excipientes farmacéuticos (ingrediente inactivo), productos químicos, productos naturales, compuestos biológicos, pesticidas, herbicidas u otros productos químicos. Por ejemplo, un ingrediente farmacéutico activo puede mezclarse con un polímero como la PLGA y coprecipitarse como un complejo con propiedades únicas distintas del ingrediente farmacéutico activo solo. Del mismo modo, dos ingredientes farmacéuticos activos podrían mezclarse en un único disolvente y coprecipitarse para producir un producto farmacéutico de combinación.

El fluido de proceso y/o el antisolvente pueden comprender uno o más ingredientes adicionales que se incorporan finalmente a las partículas y/o a la superficie de las partículas.

Tal como se usa aquí, el término solvente se refiere a un fluido que disuelve un soluto para formar un fluido que contiene un soluto (fluido de proceso). El disolvente también debe ser soluble o miscible con un antisolvente, de tal manera que al colocar un disolvente que contenga un soluto en el antisolvente se producirá la precipitación del mismo para formar partículas. El disolvente es típicamente un disolvente orgánico. Los disolventes orgánicos adecuados son el etanol, el metanol, el 1-propanol, el isopropanol, el 1-butanol, el 2-butanol, el terc-butanol, la acetona, la metiletilcetona, el diclorometano, el cloroformo, el hexafluoroisopropanol, el éter dietílico, la dimetilamida, la dimetilformamida, el DMSO y sus mezclas.

Tal como se utiliza en el presente documento, el término antisolvente se refiere a un líquido (o gas comprimido o plasma o fluido supercrítico) en el que el soluto que forma las partículas es poco soluble o insoluble. El antisolvente puede servir como disolvente para y puede ser usado para eliminar los componentes no deseados de las partículas. El antisolvente puede ser capaz de formar un fluido supercrítico. Los antisolventes adecuados para la formación de fluidos supercríticos pueden estar compuestos por dióxido de carbono, propano, butano, isobutano, óxido nitroso, hexafluoruro de azufre y trifluorometano.

Pueden utilizarse varias combinaciones diferentes de disolvente/antidisolvente. La selección de una combinación particular dependerá del grado de solubilidad del disolvente dentro del disolvente y del antisolvente.

Un elemento poroso puede comprender una o más chapas, uno o más anillos, uno o más placas porosas, uno o más tubos porosos o una combinación de ellos. El elemento poroso puede comprender un metal sinterizado, cerámica, TEFLON®, plástico, acero y otros materiales similares. En algunos ejemplos de realización, el elemento poroso comprende al menos un tubo de metal sinterizado. El tamaño medio (o nominal) de los poros del elemento poroso será al menos un 10%, al menos un 15%, al menos un 20%, al menos un 40%, al menos un 50%, al menos un 75%, al menos un 80%, al menos un 90%, al menos un 95% o al menos un 99% más pequeño que el diámetro medio de las partículas a procesar por el filtro. La sección transversal (perpendicular al eje longitudinal) del elemento poroso puede ser de cualquier forma geométrica. En algunos ejemplos de realización, la sección transversal comprende un círculo, un óvalo, un octágono, un pentágono, un hexágono u otra forma geométrica. En algunos ejemplos de realización, la sección transversal del elemento poroso comprende sustancialmente la misma forma que la sección transversal de la porción cilíndrica superior de la cavidad de proceso definida por la carcasa.

La carcasa de un filtro puede adaptarse para su instalación vertical en el conjunto de equipamiento. En algunos ejemplos de realización, el puerto inferior de la carcasa se dispone en o adyacente al extremo inferior de la cavidad, y el puerto superior se dispone en o adyacente al extremo superior de la cavidad de proceso. En un filtro, el elemento poroso puede ser instalado verticalmente dentro de la carcasa de tal manera que se dispone sobre el puerto de entrada y debajo del puerto de salida de la carcasa.

Un controlador de temperatura puede ser exterior a, interior a o integrado en una carcasa. En algunos ejemplos de realización, el controlador de temperatura encapsula la carcasa. Puede comprender al menos un elemento calefactor, al menos un elemento refrigerante o una combinación de ambos. La camisa puede comprender una cavidad llena de fluido. En algunos ejemplos de realización, la carcasa comprende una pared interior que define la cavidad de proceso y una pared exterior espaciada fuera de la pared interior, donde las paredes y el espacio entre ambos definen juntos una camisa de control de temperatura.

Por porción cónica "descendente" se entiende una sección cónica de la cavidad en la que la porción de diámetro más estrecho del cono está por debajo de la porción de diámetro más amplio del cono. En otras palabras, la porción cónica de la cavidad está definida por una sección cónica (al menos con respecto a su diámetro interior) de la carcasa, lo que da a la porción cónica una forma de embudo. La geometría de la sección transversal de la superficie que define la sección cónica puede ser la deseada. En algunos ejemplos de realización, la porción cónica tiene una sección transversal circular u ovalada cuando se observa perpendicular al eje longitudinal de la porción cónica.

En vista de la descripción anterior y de los ejemplos que se dan a continuación, alguien experto ordinario en la materia podrá realizar la invención tal como se reivindica sin necesidad de experimentación excesiva. Lo anterior se entenderá mejor con referencia a los siguientes ejemplos que detallan ciertos conjuntos y métodos según la presente invención. Todas las referencias a estos ejemplos se hacen con fines ilustrativos. Los ejemplos siguientes no deben considerarse exhaustivos, sino meramente ilustrativos de sólo algunas de los muchos ejemplos de realización contemplados por la presente invención.

EJEMPLO 1

El siguiente proceso puede utilizarse para fabricar partículas que comprenden acetaminofeno. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el que se muestra en la FIG. 5. Se prepara un fluido de proceso disolviendo el acetaminofeno en acetona en cantidades acordes con la tabla anterior. La disolución se puede hacer mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico (SCCO²).

La cámara de precipitación está cargada con scCO² y su temperatura y presión están equilibradas. La presión es de unos 8.274 MPa (1.200 psi) y la temperatura es de unos 38°C. Se inicia el flujo de scCO² a través de la cámara de precipitación. El disolvente limpio se conduce a través de un atomizador, compuesto por una malla porosa vibratoria y una boquilla capilar aguas arriba de la malla, por medio de una entrada en la cámara de precipitación, por lo que se atomiza directamente en el scCO². El caudal (unos 730 ml/min) de scCO² en la cámara supera el caudal de disolvente y fluido de proceso (unos 10 ml/min) en la cámara. El flujo de alimentación se cambia gradualmente de disolvente limpio a fluido de proceso. El fluido de proceso se conduce a través de un tubo capilar para contactar con la parte posterior de la malla porosa vibratoria, por lo que se atomiza directamente en el scCO². El proceso puede ser operado sin la malla vibratoria y el fluido de proceso fluirá directamente del tubo capilar al scCO². La formación de partículas ocurre cuando las gotas del fluido de proceso entran en contacto con el scCO² y el disolvente del fluido de proceso se difunde en el scCO² y causa la precipitación del soluto en partículas.

Un filtro de recolección de partículas de alta presión se equilibra con el scCO² que pasa por el filtro en anticipación a la carga del medio de precipitación. Tras la formación de las partículas en la cámara de precipitación, el medio líquido de precipitación (compuesto por scCO² , disolvente y partículas) se conduce a través de una salida hacia el extremo opuesto (con respecto a la entrada) de la cámara a un filtro de recogida de partículas, en el que el fluido scCO² y el disolvente se separan de las partículas en la superficie del elemento poroso del filtro. El scCO² y el disolvente se conducen a un recipiente de separación de disolventes donde la presión es de aproximadamente 1.379 MPa (200 psi), lo que provoca la separación del disolvente del antisolvente cambiando el antisolvente de la fase supercrítica a la fase gaseosa. Desde allí, el disolvente separado se conduce a un recipiente de recogida de disolvente. Mientras que las partículas se encuentran en el filtro de recolección, el scCO² limpio adicional fluye a través del filtro para eliminar el disolvente de las partículas. La presión dentro del filtro se reduce.

Las partículas se descargan entonces del filtro recolector proporcionando una baja presión (de unos 68.948 kPa [10 psi] a unos 689.476 kPa [100 psi], de unos 137.895 kPa [20 psi] a unos 344.738 kPa [50 psi], o unos 206.843 kPa [30 psi] a unos 275.790 kPa [40 psi]) flujo inverso de gas, por ejemplo, nitrógeno, a través del elemento poroso para desalojar las partículas del elemento poroso. El gas puede ser impulsado a través del elemento poroso. Las partículas desalojadas se conducen en forma de suspensión de partículas gaseosas a un filtro de recogida de partículas, por el que el gas pasa a través del elemento poroso y las partículas caen en un recipiente.

EJEMPLO 2

Con el siguiente proceso se pueden fabricar partículas compuestas por paclitaxel y polímero PLGA (poli-(ácido láctico)-co-(ácido glicólico). Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se sigue el proceso del Ejemplo 1 con las siguientes excepciones.

El líquido de proceso se prepara disolviendo paclitaxel y PLGA en acetona en cantidades acordes con la tabla anterior.

EJEMPLO 3

El siguiente proceso puede ser usado para hacer partículas que comprenden meloxicam. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el descrito en la FIG. 5. Se prepara un fluido de proceso disolviendo meloxicam en acetona/dimetilformamida (20:80) en cantidades acordes con la tabla anterior. La disolución puede realizarse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico ( ^SC CO²).

La cámara de precipitación está cargada con ^SC CO² y su temperatura y presión están equilibradas. La presión es de unos 8.274 MPa (1.200 psi) y la temperatura es de unos 38°C. Se inicia el flujo de ^SC CO² a través de la cámara de precipitación. El disolvente limpio se conduce a través de un atomizador, que comprende una malla porosa vibrante y una boquilla capilar aguas arriba de la malla, por medio de una entrada en la cámara de precipitación, por lo que se atomiza directamente en el ^SC CO². El caudal (unos 730 ml/min) de ^SC CO² en la cámara supera el caudal de disolvente y fluido de proceso (unos 10 ml/min) en la cámara. El flujo de alimentación se cambia gradualmente de disolvente limpio a fluido de proceso. El fluido de proceso se conduce a través de un tubo capilar para contactar con la parte posterior de la malla porosa vibratoria, por lo que se atomiza directamente en el ^SC CO². El proceso puede ser realizado sin la malla vibratoria y el fluido de proceso fluirá directamente del tubo capilar al ^SC CO². La formación de partículas ocurre cuando las gotas del fluido de proceso entran en contacto con el ^SC CO² y el disolvente del fluido de proceso se difunde en el ^SC CO² y causa la precipitación del soluto en partículas.

Un filtro de recolección de partículas de alta presión se equilibra con el ^SC CO² que pasa por el filtro en anticipación a la carga del medio de precipitación. Tras la formación de las partículas en la cámara de precipitación, el medio líquido de precipitación (compuesto por ^SC CO² , disolvente y partículas) se conduce a través de una salida hacia el extremo opuesto (con respecto a la entrada) de la cámara a un filtro recolector de partículas, en el que el fluido ^SC CO² y el disolvente se separan de las partículas en la superficie del elemento poroso del filtro. El ^SC CO² y el disolvente se conducen a un recipiente de separación de disolventes donde la presión es de unos 1.379 MPa (200 psi), lo que provoca la separación del disolvente del antisolvente cambiando el antisolvente de la fase supercrítica a la fase gaseosa. Desde allí, el disolvente separado se conduce a un recipiente de recogida de disolvente. Mientras que las partículas residen en el filtro de recolección, el ^SC CO² limpio adicional fluye a través del filtro para eliminar el disolvente de las partículas. La presión dentro del filtro se reduce, lo que resulta en un cambio de fase del dióxido de carbono de fluido a gaseoso.

Las partículas se descargan entonces del filtro recolector proporcionando una baja presión (de unos 68.948 kPa [10 psi] a unos 689.476 kPa [100 psi], de unos 137.895 kPa [20 psi] a unos 344.738 kPa [50 psi], o unos 206.843 kPa [30 psi] a unos 275.790 kPa [40 psi]) flujo inverso de gas, por ejemplo, nitrógeno, a través del elemento poroso para desalojar las partículas del elemento poroso. El gas puede ser impulsado a través del elemento poroso. Las partículas desalojadas se conducen en forma de suspensión de partículas gaseosas a un filtro de recogida de partículas, por el que el gas pasa a través del elemento poroso y las partículas caen en un recipiente de recogida ventilado.

EJEMPLO 4

El siguiente proceso puede ser usado para hacer partículas que comprenden la insulina humana biosintética. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el descrito en la FIG. 5. Se prepara un fluido de proceso disolviendo insulina biosintética humana en 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol.

(HFIP) en cantidades según la tabla anterior. La disolución puede hacerse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico ( ^SC CO²).

La cámara de precipitación está cargada con ^SC CO² y su temperatura y presión están equilibradas. La presión es de unos 8.274 MPa (1.200 psi) y la temperatura es de unos 38°C. Se inicia el flujo de ^SC CO² a través de la cámara de precipitación. El disolvente limpio se conduce a través de un atomizador, que comprende una malla porosa vibrante y una boquilla capilar aguas arriba de la malla, por medio de una entrada en la cámara de precipitación, por lo que se atomiza directamente en el ^SC CO². El caudal (unos 730 ml/min) de ^SC CO² en la cámara supera el caudal de disolvente y fluido de proceso (unos 10 ml/min) en la cámara. El flujo de alimentación se cambia gradualmente de disolvente limpio a fluido de proceso. El fluido de proceso se conduce a través de un tubo capilar para contactar con la parte posterior de la malla porosa vibratoria, por lo que se atomiza directamente en el ^SC CO². El proceso puede ser realizado sin la malla vibratoria y el fluido de proceso fluirá directamente del tubo capilar al ^SC CO². La formación de partículas ocurre cuando las gotas de fluido de proceso entran en contacto con el ^SC CO² y el disolvente del fluido de proceso se difunde en el ^SC CO² y causa la precipitación del soluto en partículas.

Un filtro de recolección de partículas de alta presión se equilibra con el ^SC CO² que pasa por el filtro en anticipación a la carga del medio de precipitación. Tras la formación de las partículas en la cámara de precipitación, el medio líquido de precipitación (que comprende ^SC CO² , disolvente y partículas) se conduce a través de una salida hacia el extremo opuesto (con respecto a la entrada) de la cámara a un filtro recolector de partículas, en el que el fluido ^SC CO² y el disolvente se separan de las partículas en la superficie del elemento poroso del filtro. El ^SC CO² y el disolvente se conducen a un recipiente de separación de disolventes donde la presión es de aproximadamente 1.379 MPa [200 psi], lo que provoca la separación del disolvente del antisolvente cambiando el antisolvente de la fase supercrítica a la fase gaseosa. Desde allí, el disolvente separado es conducido a un recipiente de recogida de disolvente. Mientras que las partículas están en el filtro de recolección, el ^SC CO² limpio adicional fluye a través del filtro para eliminar el disolvente de las partículas. La presión dentro del filtro se reduce, lo que resulta en un cambio de fase del dióxido de carbono de fluido a gaseoso.

Las partículas se descargan entonces del filtro recolector proporcionando una baja presión (de unos 68.948 kPa [10 psi] a unos 689.476 kPa [100 psi], de unos 137.895 kPa [20 psi] a unos 344.738 kPa [50 psi], o unos 206.843 kPa [30 psi] a unos 275.790 kPa [40 psi]) flujo inverso de gas, por ejemplo, nitrógeno, a través del elemento poroso para desprender las partículas del elemento poroso. El gas puede ser impulsado a través del elemento poroso. Las partículas desalojadas se conducen en forma de suspensión de partículas gaseosas a un filtro de recogida de partículas, por el que el gas pasa a través del elemento poroso y las partículas caen en un recipiente de recogida ventilado.

EJEMPLO 5

El siguiente proceso puede ser usado para hacer partículas que comprenden Albúmina de Suero Bovino (BSA). Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el descrito en la FIG. 5 y se emplea un proceso similar al del Ejemplo 4. Se prepara un fluido de proceso disolviendo BSA humano en 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) en cantidades acordes con la tabla anterior. La disolución puede realizarse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es el dióxido de carbono supercrítico ( ^SC CO²).

EJEMPLO 6

El siguiente proceso puede ser usado para hacer partículas que comprenden docetaxel. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el descrito en la FIG. 5 y se emplea un proceso similar al del Ejemplo 3. Se prepara un fluido de proceso disolviendo docetaxel en acetona en cantidades acordes con la tabla anterior. La disolución puede realizarse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico (SCCO²). EJEMPLO 7

El siguiente proceso puede utilizarse para fabricar partículas que comprenden dexametasona. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como el descrito en la FIG. 5, y se emplea un proceso similar al del Ejemplo 3. Se prepara un fluido de proceso disolviendo dexametasona en etanol en cantidades acordes con la tabla anterior. La disolución puede hacerse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico (SCCO²). EJEMPLO 8

El siguiente proceso puede ser usado para hacer partículas que comprenden la paliperidona. Se utilizan los siguientes ingredientes en las cantidades indicadas.

Se emplea un conjunto de equipamiento como se describe en la FIG. 5, y un proceso similar al del Ejemplo 3. Se prepara un fluido de proceso disolviendo paliperidona en DCM:MeOH en cantidades según la tabla anterior. La disolución puede hacerse mientras se calienta y/o se mezcla. El antisolvente es dióxido de carbono supercrítico ( ^SC CO²).

Como se usa aquí, el término aproximadamente se toma como ±10%, ±5%, ±2.5% o ±1% de un valor respectivo.

La invención está definida por las reivindicaciones independientes adjuntas. Cualquier información que quede fuera del alcance de las reivindicaciones es sólo para su explicación.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto equipamiento de formación y recolección de partículas (1) que comprende: al menos un sistema de formación de partículas de alta presión que comprende una cámara de precipitación presurizable (2) que comprende una entrada de fluido supercrítico (SCF) (21a, 21b), una entrada de fluido de proceso (25), una salida de fluido (24), un dispersor de fluido de proceso (4) configurado para dispersar el fluido de proceso en la cámara, en el que el sistema está configurado para formar una suspensión líquida de alta presión que contiene partículas; en el que el conjunto de equipamiento de recolección (1) comprende al menos un sistema de filtración de partículas que comprende:

al menos un sistema de filtrado de recolección de alta presión (6, 50) que comprende al menos un suministro de gas (9), al menos un elemento poroso (53) y una carcasa (51) que define una cavidad (63, 64), en la que el sistema está configurado para recibir una suspensión líquida de alta presión que contiene partículas del sistema de formación de partículas, para filtrar la suspensión líquida de alta presión a través del elemento poroso (53) de manera que las partículas queden retenidas en la cavidad (63, 64) y el líquido de alta presión pasa a través del elemento poroso (53) en una primera dirección de proceso hacia adelante, para hacer fluir un gas de baja presión del suministro de gas (9) a través del elemento poroso (53) en una segunda dirección de proceso hacia atrás, y para dispensar una suspensión gaseosa de baja presión que contiene partículas, en la que la dirección del proceso es con respecto al flujo a través del elemento poroso; y al menos un sistema de filtro de recogida de baja presión (12, 75) en tándem y aguas abajo del filtro recolector (6, 50) y configurado para recibir una suspensión gaseosa de baja presión que contenga partículas del filtro recolector (6, 50), para separar el gas de las partículas y para dispensar partículas al menos a un sistema de recolección; y al menos un sistema de recolección de partículas que comprenda al menos un recipiente de recolección (10) y que esté configurado para recibir y recolectar partículas de al menos un sistema de filtros colectores de baja presión.

2. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1 que comprende además: a) uno o más controladores de temperatura (23) para una o más de las cámaras de precipitación (2), filtro colector (12, 75), filtro de vaciado y recipiente de recogida (10); b) una o más válvulas (26, 28, 29, 30, 21,41, 32, 33, 44, 40, 39, 47); c) uno o más actuadores; d) uno o más reguladores de contrapresión; d) uno o más controladores de flujo; e) un sistema de pulsación de gas configurado para impulsar el gas al menos hasta el filtro de recolección (6, 50); f) uno o más computadores con un medio de almacenamiento de memoria que contenga software o lógica adaptada para controlar el funcionamiento de uno o más componentes del sistema; g) uno o más sensores de presión (16); h) una o más válvulas (26, 28, 29, 30, 21, 41, 32, 33, 44, 40, 39, 47) que dirigen el flujo de una suspensión de partículas líquidas al filtro recolector (6, 50) y el flujo directo de una suspensión de partículas gaseosas desde el filtro recolector (6, 50) al filtro de recogida (12, 75); i) una o más bombas (14, 19); j) uno o más sensores de temperatura (17); k) uno o más sistemas de suministro de SCF (5); 1) uno o más sistemas de suministro de fluidos de proceso (3); m) una o más bombas para bombear fluido de proceso (19), dióxido de carbono supercrítico (SCCO²) (14) o una combinación de fluido de proceso y scCO² ; n) uno o más recipientes de separación de disolventes (7); o) uno o más recipientes de recogida de disolventes (8); p) uno o más sensores en línea.

3. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1 en el que el dispersor (4) comprende: a) un miembro vibrable; b) un vibrador que comprende al menos un componente piezoeléctrico; c) una boquilla convergente o divergente que genera una onda ultrasónica estacionaria durante el funcionamiento; d) un conducto para el fluido de proceso y un conducto para el SCF; e) una boquilla capilar; f) un vibrador y un miembro vibrable.

4. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, en el que el sistema de filtro de recolección de partículas de alta presión (6, 50) comprende: una carcasa de alta presión (51) que define una cavidad de proceso longitudinal (63, 64) que comprende una parte cónica que apunta hacia abajo (63), al menos un puerto de entrada (56) y al menos un puerto de salida (57); una línea de suministro de suspensión de partículas líquidas acoplada al puerto de entrada (56) y configurada para proporcionar una suspensión de partículas líquidas a alta presión que comprende partículas y antisolvente; una línea de suministro de gas acoplada al puerto de salida (57) y configurada para proporcionar un gas inerte a baja presión; un controlador de temperatura para controlar la temperatura de la carcasa (51); y al menos un elemento poroso longitudinal (53) que se extiende en la cavidad (63, 64) y que comprende una pared porosa que define un conducto interno longitudinal conectado al menos a un puerto de salida (57), en el que el elemento poroso (53) está conectado directa o indirectamente al puerto de salida (57); el sistema de filtrado (6, 50) está configurado para recibir una suspensión de partículas de alta presión en una primera dirección de proceso hacia adelante y para recibir un gas inerte de baja presión en una segunda dirección de proceso hacia atrás, en la que la dirección del proceso es con respecto al flujo a través del elemento poroso (53).

5. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, en el que el sistema de filtro de recogida de partículas de baja presión (12, 75) comprende: una carcasa de baja presión (76) que define una cavidad de proceso longitudinal (77) y que comprende al menos una entrada (79), al menos una salida de gas (81) y al menos una salida de partículas (78); y una línea de suministro de suspensión de partículas gaseosas acoplada a la entrada (79) y configurada para proporcionar una suspensión de partículas gaseosas de baja presión que comprende partículas y gas; al menos un elemento longitudinalmente poroso (80) que se extiende en la cavidad (77) y que comprende una pared porosa que define un conducto longitudinal interno conectado con al menos un puerto de entrada (79) y un puerto de salida de partículas (78); en el que el sistema de filtrado (12, 75) está configurado para recibir la suspensión de partículas gaseosas de baja presión en una dirección de proceso hacia adelante; el elemento poroso (80) está configurado para retener las partículas y permitir el paso del gas a la salida de al menos un gas (81); el conducto del elemento poroso (80) está orientado de tal manera que las partículas caen por gravedad a través de al menos el puerto de salida de partículas (78).

6. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, en el que el conjunto de equipamiento (1) comprende: a) dos filtros recolectores de partículas (6, 50), dos filtros de recogida de partículas (12, 75) y dos recipientes de recogida (10); b) dos filtros recolectores de partículas (6, 50), un filtro de recogida de partículas (12, 75) y uno o más recipientes de recogida (10); c) dos filtros recolectores de partículas (6, 50), dos filtros de recogida de partículas (12, 75) y uno o más recipientes de recogida (10); d) dos filtros recolectores de partículas (6, 50), un filtro de recogida de partículas (12, 75) y uno o más recipientes de recogida (10); e) dos sistemas de recolección de partículas con filtro en tándem (6, 50) y de recogida (12, 75) dispuestos en paralelo; f) dos o más filtros recolectores de partículas (6, 50) dispuestos en paralelo, un filtro de recogida de partículas (12, 75) y dos o más recipientes de recolección dispuestos en paralelo (10); g) dos o más cámaras de precipitación (2); h) al menos dos sistemas de filtración de partículas con filtro en tándem configurados para funcionar alternativamente o simultáneamente

7. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, en el que el sistema de recogida o el recipiente de recogida (10) se ventila o comprende un puerto de salida de gas (81, 83).

8. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, que comprende, además: un sistema de suministro de SCF (5); y un sistema de suministro de fluido de proceso (3).

9. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 1, en el que el elemento poroso (53) se extiende en la cavidad (63, 64), la caja (51) comprende al menos un puerto de entrada (56) y al menos un puerto de salida (57), y el elemento poroso (53) está conectado directa o indirectamente con al menos un puerto de salida (57).

10. El conjunto de equipamiento (1) de la reivindicación 9, en el que por lo menos un orificio de salida (57) está situado a un nivel inferior al elemento poroso (53), o en el que el orificio de entrada (56) está situado a un nivel inferior al elemento poroso (53) y sirve como orificio de salida en la dirección inversa del proceso.

11. El conjunto de equipamiento de la reivindicación 1, en el que el sistema de filtro de recogida de baja presión (12, 75) comprende una carcasa que define una cavidad de proceso (76), y al menos un elemento poroso (80).

12. Un método de procesamiento de una suspensión de partículas, el método comprendiendo:

a) suministrar:

un sistema de formación de partículas a presión que comprende una cámara de precipitación presurizable (2) que comprende una entrada de fluido supercrítico (SCF) (21a, 21b), una entrada de fluido de proceso (25), una salida de fluido (24), un dispersor de fluido de proceso (4) configurado para dispersar fluido de proceso en la cámara, en la que el sistema está configurado para formar una suspensión líquida de SCF que contiene partículas; y un conjunto de equipamiento de filtrado en tándem situado aguas abajo de la cámara de precipitación (2) que comprende: 1) al menos un filtro recolector de alta presión (6, 50); 2) al menos un filtro de recogida de baja presión (12, 75) en el que el filtro de recogida (12, 75) está situado aguas abajo del filtro recolector (6, 50); y 3) al menos un recipiente de recolección (10);

b) proporcionar la suspensión líquida de partículas SCF;

c) filtrar la suspensión líquida de SCF haciéndola pasar a través de un elemento poroso (53) del filtro recolector (6, 50) en dirección hacia adelante para retener las partículas en el filtro (6, 50);

d) la eliminación de las partículas del filtro recolector (6, 50) mediante la reducción de su presión interna, haciendo pasar gas a baja presión a través del elemento poroso (53) del filtro recolector (6, 50) en dirección inversa para formar una suspensión gaseosa de partículas y conduciendo la suspensión gaseosa a un filtro recogida de baja presión (12, 75); e) separar las partículas del gas haciendo pasar la suspensión gaseosa a través del filtro de recogida (12, 75) en dirección hacia adelante; y

f) conducir las partículas a un recipiente de recogida y recogerlas (10).

13. El método de la reivindicación 12 comprendiendo además: a) la carga de líquido SCF limpio en el filtro recolector (6, 50) en dirección hacia adelante antes de eliminar las partículas del filtro recolector (6, 50); b) la reducción de la presión interna del filtro recolector (6, 50) antes de conducir las partículas al filtro de recogida (12, 75); c) el forzado de las partículas por gravedad, gas de baja presión desde el filtro de recogida (12, 75) al recipiente de recogida (10) o una combinación de ambos, donde se ventila el recipiente de recogida (10).

14. El método de la reivindicación 12 en el que: a) el filtro de alta presión (6, 50) funciona a unos 5.516 MPa (800 psi) hasta unos 20.684 MPa (3000 psi); y b) la suspensión líquida de SCF comprende las partículas suspendidas en él, una porción mayor de antisolvente de SCF para las partículas y una porción menor de solvente para las partículas.