IT202100031061A1

IT202100031061A1 - Mulino sterile

Info

Publication number: IT202100031061A1
Application number: IT102021000031061A
Authority: IT
Inventors: Luca Fabrizio De
Original assignee: Pa Se S R L
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-10

Description

INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

?MULINO STERILE?

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un mulino sterile a contenimento per la lavorazione di solidi e, pi? precisamente, ad un mulino sterile che ? sanitizzabile termicamente per la macinazione e miscelazione di solidi allo stato di semilavorati.

La presente invenzione trova applicazione nella produzione di materiali per l?industria farmaceutica, biotecnologica, chimica ed alimentare.

Stato della tecnica

Come ? noto, attualmente esistono tipologie di mulini che espongono il prodotto in lavorazione verso l?ambiente di lavoro e gli operatori, creando una potenziale contaminazione sia dei solidi in lavorazione che degli operatori.

Tali tipi di mulini presentano lo svantaggio che ? dato dal fatto che essi non sono sanitizzabili termicamente e non hanno una resistenza a pressione.

Quindi, svantaggiosamente questi tipi di mulino non presentano una tenuta con la perdita in ambiente di prodotto lavorato.

La presente invenzione si prefigge di risolvere i sopra evidenziati svantaggi fornendo un mulino che presenta la possibilit? di garantire sia la tenuta all?atmosfera ambiente che la sterilit? del prodotto lavorato, ed in modo tale da non far entrare in contatto il prodotto in lavorazione e quello lavorato direttamente sia con l?ambiente che con gli operatori.

A scelta, la postazione di scarico del prodotto lavorato pu? essere a tenuta o in comunicazione con l?ambiente.

Un primo vantaggio del mulino della presente invenzione ? dato dal fatto che viene eliminata totalmente l?esposizione all?ambiente del prodotto.

Un secondo vantaggio del mulino della presente invenzione ? dato dal fatto che viene notevolmente migliorata l?operativit? dell?operatore e l?accortezza delle procedure applicate durante le fasi di lavorazione.

Un terzo vantaggio del mulino della presente invenzione ? dato dal fatto che viene garantita la tenuta all?atmosfera ambiente che la sterilit? del prodotto lavorato anche per le fasi di campionamento, e nelle fasi di evacuazione in sovrapressione con il recupero dei solidi trascinati dal flusso in uscita.

BREVE DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE

La presente invenzione fornisce un mulino sterile che comprende un corpo valvola di ingresso del prodotto da lavorare; un corpo di iniezione di prodotti sterilizzanti; un corpo convogliatore del prodotto da lavorare che comprende anche una stazione di rilevamento della temperatura; una camera di lavorazione del prodotto da lavorare contenente un rotore ed uno statore di macinazione; un corpo convogliatore dei prodotti lavorati che comprende una luce di accesso per il campionamento dei prodotti lavorati; ed un corpo convogliatore dei prodotti lavorati verso una uscita di scarico dei prodotti lavorati.

Quindi, la presente invenzione fornisce un mulino sterile sostanzialmente secondo le rivendicazioni annesse.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Verr? ora fornita una descrizione dettagliata di una forma preferita di realizzazione del mulino sterile della presente invenzione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

La figura 1 ? una vista schematica in prospettiva che illustra il mulino sterile della presente invenzione;

La figura 2 ? una vista schematica in sezione longitudinale che illustra il mulino sterile della presente invenzione durante una prima fase produttiva;

La figura 3 ? una vista schematica in sezione longitudinale che illustra il mulino sterile della presente invenzione durante una seconda fase produttiva;

La figura 4 ? una vista schematica in sezione longitudinale che illustra una parte in dettaglio del mulino sterile della presente invenzione durante una fase produttiva; e

La Figura 5 ? una vista in esploso che illustra la parte in dettaglio del mulino sterile della figura 4.

Con riferimento ora alla figura 1, il mulino 1 secondo la presente invenzione comprende i seguenti componenti (dall?alto verso il basso in figura):

- un corpo 2 che comprende una valvola di ingresso del prodotto da lavorare;

- un corpo 3 il quale comprende un dispositivo di iniezione 30 di prodotti sterilizzanti;

- un corpo 4 convogliatore del prodotto da lavorare che comprende anche una stazione 40 di rilevamento della temperatura;

- un corpo 5 di lavorazione del prodotto il quale comprende una camera di lavorazione 50, la camera di lavorazione comprendendo un rotore 51 ed uno statore 52 di macinazione (meglio illustrato in appresso);

- un corpo 6 convogliatore configurato per convogliare i prodotti lavorati ed il quale comprende una luce di accesso 7 per il campionamento dei prodotti lavorati;

- un corpo 8 configurato per convogliare i prodotti lavorati verso un corpo terminale 9 il quale comprende una uscita di scarico dei prodotti lavorati; ed

- un corpo 10 che alloggia la trasmissione del movimento e della potenza per la lavorazione del prodotto nella camera di lavorazione 50.

Con riferimento ora alla figura 2, viene in essa illustrato schematicamente ed in sezione longitudinale il mulino sterile 1 della presente invenzione durante una sua fase produttiva.

Secondo l?invenzione, il prodotto solido da lavorare entra nella parte alta del mulino in corrispondenza del corpo valvola 2, il quale comprende una valvola a farfalla sanitaria 20 che pu? essere attuata sia in manuale che in automatico. Nel caso in cui il processo produttivo lo richiede possono essere previste diverse entrate per avere tipi di prodotto solido diverso da miscelare.

Quindi, il prodotto da lavorare passa per il condotto principale 3 (tipicamente ma non limitatamente formato da una tubazione) dove pu? essere prevista l?iniezione di sostanze sterilizzanti. Successivamente e per caduta gravitazionale, il prodotto entra nel corpo 4 dove ? prevista una sonda 40 di rilevamento e controllo, della temperatura, la sonda 40 comprende un termometro analogico o, alternativamente, una sonda digitale.

Successivamente e per gravit? il prodotto solido da lavorare raggiunge il corpo 5 entrando nella la camera di lavorazione 50 dove ? prevista la macinazione del prodotto.

Con particolare riferimento ora alle figure 4 e 5, la camera di lavorazione 50 comprende uno statore 52 ed un rotore 51. Il rotore ? collegato in maniera girevole con un motore elettrico 11 esterno alla camera di lavorazione 50 (il motore non essendo illustrato in questa figura). Il rotore 51 ? collegato al motore elettrico 11 tramite una trasmissione 12.

Lo statore 52 ha la funzione di convogliare il prodotto solido da macinare verso il rotore 51, realizzando cos? la macinazione. Lo statore 52 ? reso solidale (bloccato meccanicamente) alla camera di macinazione 50 e quindi ? privo di movimento.

Il rotore 51 che esegue la macinazione cooperando con lo statore 52, presenta una forma cilindrica chiusa sul fondo inferiore ed aperta nella parte superiore per accogliere il prodotto solido da macinare che arriva per gravit? dal condotto 4 superiormente disposto alla camera 50.

La parete verticale del rotore 51 (comunemente chiamata mantello) presenta una superficie completamente forata o microforata. I fori presentano una dimensione predeterminata che rappresenta le dimensioni finali del prodotto solido una volta macinato. ? bene qui fare notare che la densit? delle forature e la loro geometria possono essere variabili in base alle esigenze di produzione.

Inoltre, tra il rotore 51 e la camera di macinazione 50 possono essere previsti dei raschiatori di varia forma e/o dimensioni, ed in modo da recuperare il prodotto solido che per forza centrifuga si deposita sulle pareti e sul fondo della camera di macinazione 50.

Il motore 11 contenuto nel corpo 10 ? reso solidale alla camera di macinazione 50 del corpo 5 tramite mezzi gi? noti, quali ad esempio flange saldate e/o bloccate tramite bulloni o simili. La parte fissa del motore 11 ? resa fissa alla parete esterna della camera di macinazione 50 mentre la parte motrice ? resa separabile da quest?ultima. Tipicamente, la motorizzazione ? azionata da inverter e gestita dal PLC.

? bene qui fare notare che nel caso in cui non fosse possibile applicare un motore elettrico 11 a trascinamento magnetico (ad esempio, per problemi legati alla tipologia di solido da lavorare), pu? essere prevista una motorizzazione diversa per il mulino 1, ad esempio trasmettendo il moto rotatorio al rotore 51 per mezzo di cuscinetti a doppio effetto e di tenute a labbro semplice per mantenere il contenimento.

Con riferimento ora nuovamente alla figura 2, inferiormente alla camera di macinazione 50 ? disposto il corpo 6 che comprende un tratto di condotta rettilinea per uniformare il flusso del prodotto macinato. In tale tratto di condotta ? prevista la luce 7 per il prelievo del materiale macinato a scopo di campionamento.

Il campionamento viene eseguito per mezzo di un deflettore 70 tipo ?valvola a farfalla? posto nella parte pi? bassa (quest?ultima non illustrata nella figura). Il deflettore 70 garantisce una tenuta rispetto allo scarico in stato di riposo. L?azionamento del deflettore pu? essere manuale oppure attuato per mezzo di attuatore. Una volta attuato il deflettore 70, esso ? atto convogliare il prodotto macinato verso la luce di campionamento dove ? applicato un contenitore adatto a ricevere il campione.

Successivamente il prodotto solido lavorato (prodotto macinato) giunge per gravit? nel corpo 8 dove ? prevista una tramoggia conica 80 la quale presenta il diametro di uscita desiderato dalla produzione e raccordato con la parte terminale 9 la quale viene collegata ad un contenitore scelto alla ricezione del solido lavorato (il contenitore non essendo illustrato nella figura). La disposizione ? tale per cui il prodotto solido lavorato cade nel contenitore scelto dalla produzione per gravit? separandosi dal gas usato per il trasporto delle polveri.

Esternamente alla tramoggia di scarico 80 e coassialmente alla stessa e con analoga geometria della tramoggia 80 ? prevista una camera per l?espulsione del gas usato sia per il trasporto dei solidi sia per la polmonazione. ? bene qui precisare che il solido ridotto allo stato di polvere e di granulometria costante viene trasportato dal gas all?interno dei condotti fino a quando la velocit? del gas ? alta, essendo costante la quantit? di gas utilizzata quando questo passa da una sezione di volume piccolo, per cui il gas viaggia a una velocit? elevata proprio per trasportare le polveri, ad una sezione di volume superiore diminuendo la velocit? del gas. Diminuita la velocit? del gas le polveri non seguiranno pi? il flusso ma cadranno per gravit? nel recipiente di raccolta o sacco.

Con riferimento ora alla figura 3, viene in essa illustrato schematicamente ed in sezione longitudinale il mulino sterile della presente invenzione durante una seconda fase produttiva, ovvero quella fase riferita al processo di sterilizzazione del prodotto e del mulino.

Per chiarezza illustrativa stesse parti avranno stessa nomenclatura e la loro spiegazione dettagliata verr? qui omessa poich? gi? fornita in precedenza.

Quindi, durante l?operazione di sterilizzazione ? previsto dapprima l?ingresso di vapore puro in corrispondenza del punto di iniezione 30 del corpo 3 previsto al di sotto del corpo 2 dove ? presente la valvola a farfalla 20 dove viene immesso il prodotto da lavorare.

Nel caso di una sterilizzazione termica, il vapore viene iniettato fino al raggiungimento della temperatura adatta per il prodotto solido che verr? lavorato dal Mulino. L?ingresso del Vapore Puro ? predisposto nella parte pi? alta del mulino 1, in modo tale da toccare tutte le parti interne che saranno esposte verso la produzione fino al raggiungimento di una temperatura e pressione uniforme. Finita la fase di riscaldamento e mantenimento per il tempo desiderato, ? prevista una fase di asciugatura per mezzo di iniezione di un gas (gas scelto in base alla produzione) in corrispondenza del punto di iniezione 30, il gas viene iniettato in ingresso sempre nella parte pi? alta del mulino. L?iniezione del gas consente di spostare tutta l?aria umida impedendole di condensare e di mettere in depressione l?interno dell?intera apparecchiatura.

D?altro canto, nel caso di una sterilizzazione chimica con le stesse preparazioni, il mulino 1 pu? subire il riempimento dello stesso fino al livello desiderato del liquido sterilizzante. Inoltre, pu? facilmente venir smontato in singoli componenti e portato negli appositi locali per eseguire le operazioni di lavaggio.

Come illustrato in figura, per questa fase ? necessario chiudere inferiormente il mulino 1 tramite un corpo contenitore 90 dedicato, il quale corpo 90 ha la funzione di sifonare e raccogliere le condense o liquidi sterilizzanti e, quindi, poterli scaricare verso rispettive condotte di scarico. Allo scopo ? previsto che il corpo 90 relativo alla tramoggia 80 presenti una serie di connessioni, quali uno scaricatore di condensa 91 per il vapore puro, ed una valvola di sifonamento per una sanitizzazione con liquido.

Separatamente, ma da montare solo nelle operazioni di sterilizzazione ? previsto un corpo contenitore 92 geometricamente dimensionato per essere agganciato alla camicia di uscita dei gas di polmonazione e flussaggio. Questo recipiente ha uno scarico sul fondo 93 per l?uscita di tutte le condense.

? bene qui precisare che durante la fase di sanitizzazione o sterilizzazione, il deflettore di campionamento 70 rimarr? in posizione aperta in modo da consentire l?operazione in tutte le sue parti.

Infine, il mulino 1 della presente invenzione pu? essere implementato di vari accessori, quali:

- Sistema di invito inserimento sacchi;

- Sistema reggi sacco;

- Sistema di sollevamento e supporto mulino; - Sistema di riduzione delle portate del Vapore Puro e dei gas di polmonazione;

- Quadro PLC per il controllo e la programmazione del ciclo produttivo del mulino 1.

Applicazioni

La presente invenzione trova applicazione in tutte le lavorazioni solide dove c?? l?esigenza di ridurre, uniformare e miscelare le lavorazioni solide come polveri, sia per l?aspetto della sterilizzazione e/o del contenimento.

La presente invenzione pu? essere vantaggiosamente applicata ai seguenti settori industriali di produzione, quali:

- Farmaceutica e Biotecnologica (comprendendo tutte le lavorazioni API)

- Bioagricoltura (concimi ? terreni ? sabbie) - Chimica (detersivi ? saponi ? solventi solidi ? collanti ? derivati cementizi)

- Alimentari (farine ? zuccheri)

Vantaggi

Il mulino sterile della presente invenzione presenta i seguenti aspetti vantaggiosi.

1) Ottima tenuta dei solidi lavorati;

2) Ottima tenuta delle atmosfere interne;

3) Pressione massima di esercizio da -1.00 fino a 3,00 bar

4) Temperatura massima di esercizio da -20 fino a 150 ?C

5) Sterilizzabile a Vapore Puro, tempo e temperatura di sterilizzazione nei limiti dei parametri di processo assunti, ma che possono essere variati a seconda delle necessit?.

6) Campionamento dei solidi in lavorazione sterile;

7) Evacuazione dei gas per il trasporto dei solidi per mezzo di camera sterile;

8) Sistema di scarico delle condense di sanitizzazione;

9) Eventuale PLC di controllo on board per manovrare e monitorare l?apparecchiatura in tutte le sue parti;

10)Assenza di contaminazione sia del prodotto lavorato, sia degli operatori e sia dell?ambiente;

11)Recupero totale dei gas per il trasporto del prodotto; e

12)Completamente smontabile e lavabile separatamente in ogni sua parte.

Claims

INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: ?MULINO STERILE? RIVENDICAZIONI

1. Un mulino sterile (1) comprendente un corpo valvola (2) che comprende una valvola di ingresso di un prodotto da lavorare, un corpo (5) di lavorazione di detto prodotto disposto a valle di detto corpo (2), detto corpo di lavorazione (5) comprendendo una camera di lavorazione (50) che include un rotore (51) ed uno statore (52) di macinazione, un corpo convogliatore (6) disposto a valle di detto corpo di lavorazione (5) e configurato per convogliare il prodotto lavorato, ed un corpo (8) disposto a valle di detto corpo convogliatore (6) configurato per convogliare i prodotti lavorati verso un corpo terminale (9) il quale comprende una uscita di scarico di detti prodotti lavorati, ed in cui ? previsto un flusso di gas internamente a detto mulino (1) per il trasporto di detto materiale una volta lavorato,

caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre:

- un corpo (3) disposto a valle di detto corpo (2), detto corpo (3) comprendendo un dispositivo di iniezione (30) di sostanze sterilizzanti all?interno di detto mulino (1);

- un corpo convogliatore (4) disposto a valle di detto corpo (3) il quale comprende una stazione (40) di rilevamento della temperatura;

- una luce di accesso (7) per il campionamento dei prodotti lavorati posizionata su detto corpo convogliatore (6); e

- un corpo (10) che alloggia la trasmissione del movimento e della potenza a detto rotore (51) di detta camera di lavorazione (50).

2. Mulino sterile (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto corpo valvola (2) comprende almeno una valvola sanitaria a farfalla (20) azionabile sia tramite comando manuale che tramite comando automatico.

3. Mulino sterile (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto corpo (4) comprende una sonda (40) di rilevamento e controllo della temperatura, detta sonda (40) include selettivamente un termometro analogico o una sonda digitale.

4. Mulino sterile (1) secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui detta camera di lavorazione (50) di detto corpo (5) comprende detto statore (52) e detto rotore (51) coassialmente disposti l?ultimo all?interno della prima, detto rotore (51) essendo collegato in maniera girevole con un motore elettrico (11) disposto esternamente a detta camera di lavorazione (50) tramite una trasmissione (12), ed in cui detto statore (52) ? reso solidale a detta camera di macinazione (50).

5. Mulino sterile (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto rotore (51) presenta una forma cilindrica, chiusa sul fondo inferiore ed aperta nella parte superiore per accogliere detto prodotto solido da macinare che arriva per gravit? da detto corpo (4) superiormente disposto a detta camera (50),

in cui detto rotore (51) comprende una parete verticale la quale presenta una superficie completamente forata o microforata da una molteplicit? di fori, in cui i fori presentano una dimensione predeterminata che rappresenta le dimensioni finali del prodotto lavorato finale, ed in cui detto motore (11) ? contenuto in detto corpo (10) ed ? reso solidale a detto corpo (5) tramite mezzi di fissaggio amovibili.

6. Mulino sterile (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto motore elettrico (11) comprende una parte statica ed una parte girevole, in cui detta parte statica ? collegata in maniera fissa a detto corpo (5), ed in cui detta parte girevole ? montata in maniera separabile da detto corpo (5).

7. Mulino sterile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo (6) comprende un tratto di condotta rettilinea atto ad uniformare il flusso di prodotto macinato, ed in cui in detto tratto di condotta ? ricavata detta luce (7) per il prelievo di campionamento di detto materiale macinato, ed in cui detta luce (7) comprende un deflettore (70) a ?valvola a farfalla? azionabile manualmente o tramite un attuatore.

8. Mulino sterile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo (8) comprende una tramoggia conica (80) la quale ? raccordata con detto corpo terminale (9), la disposizione essendo tale per cui il prodotto solido lavorato cade per gravit? e separandosi dal flusso di gas usato per il trasporto di detto materiale lavorato in detto mulino (1), ed

in cui detta tramoggia di scarico (80) comprende inoltre una camera per l?espulsione del gas di trasporto, detta camera di espulsione essendo disposta coassialmente a detta tramoggia e presentando una analoga geometria a quest?ultima.

9. Processo di sterilizzazione di un mulino sterile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti,

caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

- iniezione di vapore saturo in corrispondenza del punto di iniezione (30) di detto corpo (3) ed al di sotto di detta valvola a farfalla (20) di detto corpo (2), detta iniezione essendo eseguita fino al raggiungimento di un valore di temperatura e pressione determinati dal tipo di prodotto solido da lavorare; ed

- asciugatura interna di detto mulino (1) per mezzo di iniezione di un gas scelto in base alla produzione ed in corrispondenza di detto punto di iniezione (30), detta iniezione di gas essendo realizzata fino al raggiungimento di una determinata temperatura e pressione interna al mulino (1).

10. Processo di sterilizzazione di un mulino sterile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti,

caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

- disporre un corpo contenitore (90) in corrispondenza di detta luce di scarico di detto corpo terminale (9), detto corpo contenitore (90) comprendendo uno scaricatore di condensa (91) ed una valvola di sifonamento, la disposizione essendo tale per cui detto corpo contenitore (90) chiude detta luce di scarico;

- iniezione di un liquido sterilizzante in corrispondenza del punto di iniezione (30) di detto corpo (3) ed al di sotto di detta valvola a farfalla (20) di detto corpo (2), detto liquido sterilizzante essendo scelto in base al tipo di prodotto solido da lavorare; e

- raccogliere condense e/o liquidi sterilizzanti all?interno di detto corpo (90) e scaricarli verso rispettive condotte di scarico tramite una connessione di scaricatore (91,93) di detto corpo (90).