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ES2307208T3 - Equipo para el tratamiento de un material en forma de particulas. - Google Patents

Equipo para el tratamiento de un material en forma de particulas. Download PDF

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ES2307208T3 ES05791115T ES05791115T ES2307208T3 ES 2307208 T3 ES2307208 T3 ES 2307208T3 ES 05791115 T ES05791115 T ES 05791115T ES 05791115 T ES05791115 T ES 05791115T ES 2307208 T3 ES2307208 T3 ES 2307208T3
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air
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suction
process chamber
process air
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Herbert Dr. H.C. Huttlin
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Abstract

Equipo para el tratamiento de un material en forma de partículas con una cámara de proceso (16, 94) para recoger y tratar el material, la cual presenta un fondo (18, 96) dotado de aberturas de paso a través de las que se puede introducir el aire de proceso (21) a la cámara de proceso (16, 94), y con una salida para evacuar el aire de proceso (21) de la cámara de proceso (16, 94), estando integrado en el equipo (10, 90) un dispositivo (60) para acondicionar el aire de proceso (21) y para hacer circular el aire de proceso (21) en el circuito, presentando el dispositivo acondicionador (60), como mínimo, un condensador (35; 104, 107) y un calentador de aire (52), y porque está dispuesto un dispositivo de filtrado (28) a efectos de eliminar sólidos (130) del flujo de salida del aire de proceso (21) procedente de la cámara de proceso (16, 94), estando dispuestos filtros (30, 32, 33; 100, 101, 102) del dispositivo de filtrado (28) delante del dispositivo (60) para acondicionar al aire de proceso en el sentido de flujo, estando dispuesto un espacio anular (24, 98) alrededor de la cámara de proceso (16) el cual aloja, como mínimo, partes del dispositivo de filtrado (28) y/o el dispositivo acondicionador (60).

Description

Equipo para el tratamiento de un material en forma de partículas.
La presente invención se refiere a un equipo para el tratamiento de un material en forma de partículas con una cámara de proceso para recoger y tratar el material, la cual presenta un fondo dotado de aberturas de paso a través de las que se puede introducir el aire de proceso a la cámara de proceso, y con una salida para evacuar dicho aire de proceso de la mencionada cámara.
Un equipo de este tipo se conoce, por ejemplo, por la patente DE 100 54 557 A1.
Estos equipos sirven especialmente para realizar procesos de granulación o de recubrimiento de un material en forma de partículas. A tal efecto, un medio gaseoso, el denominado aire de proceso, es introducido en la cámara de proceso a través del fondo de la misma pasando por múltiples aberturas, casi siempre en forma de ranuras, y entrando en la cámara de proceso en una dirección más o menos horizontal entre placas de guía que se solapan.
Se ha dado a conocer el hecho de realizar el fondo de distintas maneras, tal como se conoce, por ejemplo, por las patentes DE 199 04 147 A1, DE 102 02 582 C1 ó DE 102 48 116 B3. El material a tratar es sometido a turbulencia por el aire de proceso, dependiendo de las características de turbulencia del diseño respectivo del fondo. Si, por ejemplo, se aplica también una cierta componente circunferencial al aire de proceso, se formará poco a poco un lecho fluidizado en forma de anillo que gira de forma toroidal.
Si se trata de formar partículas más grandes aglomeradas a partir de partículas finas como el polvo, es decir, cuando el material ha de ser granulado, se añade un medio adhesivo al anillo toroidal a través de toberas. Según la patente DE 102 48 116 C1, por ejemplo, se encargan de ello toberas de pulverización insertadas en la pared del recipiente, que envuelve la cámara de proceso, las cuales están dirigidas oblicuamente hacia arriba. Para llevar a cabo un proceso de recubrimiento se debería aplicar de la manera más regular posible una capa de recubrimiento a un cuerpo más grande ya presente, es decir, por pulverización.
Las partículas del material sometidas a turbulencia por el aire de proceso vuelven a caer al fondo atraídas por la fuerza de la gravedad, es decir, se separan del aire de proceso que sale de la cámara de proceso en el extremo superior del flujo de salida a través de una salida.
El aire de proceso es introducido a través de una entrada en una cámara de aspiración dispuesta por debajo del fondo y penetra a través de múltiples aberturas dispuestas en el fondo en la cámara de proceso.
Una vez ha abandonado la cámara de proceso, en su caso, tras pasar por los filtros dispuestos en el extremo superior de la cámara de proceso, el aire de proceso es evacuado del equipo y reacondicionado.
En equipos tradicionales se disponen separadas unas unidades denominadas monobloc, que están dispuestas en espacios al margen del equipo, casi siempre al lado o por encima, y están unidas con el equipo a través de sistemas de tuberías.
En estos casos, se habla de unidades monobloc de aire de entrada, que se encargan del acondicionamiento del aire de proceso, y de unidades monobloc de aire de salida, que se encargan de evacuar el aire de proceso de forma respetuosa con el medio ambiente. El aire de proceso suministrado es calentado oportunamente y llevado a un determinado nivel de secado/humedad, así como transportado en un caudal adecuado para llevar a cabo el proceso.
En función del tipo de tratamiento al que se ha de someter el material, hay que extraer humedad, especialmente solventes al aire de proceso evacuado.
El modo conocido de actuación conjunta entre el equipo en sí, es decir el equipo de granulación y de recubrimiento en lecho fluidizado (denominado también WSG), y las unidades monobloc de aire de entrada y monobloc de aire de salida necesarias requiere mucho sitio y espacio. Debido a ello, a menudo se forman largos trayectos de aire a través de tuberías de suministro y de ello resultan grandes superficies interiores que han de limpiarse, según sea el caso, o requieren otro tipo de mantenimiento.
Dado que estos equipos se utilizan ampliamente en la industria farmacéutica, estas tuberías están realizadas en materiales metálicos de alta calidad que constituyen una masa metálica relativamente grande, que resisten a los cambios rápidos de temperatura del aire de proceso, dado que esta gran masa constituye un sistema inerte.
Las tuberías de aire rara vez se pueden ver en su superficie interior, de manera que su limpieza sólo es posible con sistemas de limpieza integrados, técnicamente costosos. En este caso, se habla de sistemas de limpieza in situ, es decir, "Cleaning in place" o "Washing in place".
Sistemas de instalación con ranuras requieren también un gasto relativamente alto a efectos de aislamiento acústico y térmico, de lo que resultan costes considerables para la constitución y el funcionamiento de un equipo de este tipo.
Por la patente US 4.557.904 se conoce un reactor para llevar a cabo reacciones químicas exotérmicas, en el que se utiliza un medio fluidizante para evacuar el calor de reacción. En el equipo está dispuesto un radiador para enfriar y absorber el calor de reacción exotérmico.
Por la patente EP 0 282 777 A se conoce un equipo para la combustión de material que contiene carbono en un equipo de lecho fluidizado en cuya cámara de proceso se dispone un cambiador de calor destinado a enfriar y/o calentar los gases.
Por la patente DE 41 41 227 A1 se conoce un reactor de lecho fluidizado, alrededor de cuyo espacio de reacción central están dispuestos varios grupos de filtros a efectos de filtrar sólidos.
El objetivo de la presente invención es mejorar un equipo del tipo anteriormente indicado en el sentido de que sea posible llevar a cabo el proceso con efectividad en el coste.
De acuerdo con la invención, este problema se resuelve porque en el equipo está integrado un dispositivo para el acondicionamiento del aire de proceso y para hacer circular el aire de proceso en el circuito, presentando el dispositivo acondicionador, como mínimo, un condensador y un calentador de aire, y porque un dispositivo de filtrado está dispuesto a efectos de eliminar sólidos del aire de proceso que sale de la cámara de proceso, estando los filtros de dicho dispositivo de filtrado dispuestos delante del dispositivo acondicionador del aire de proceso en la dirección de flujo.
Con esta medida se abandona el principio establecido de la construcción en monobloc alejado del equipo y los tratamientos esenciales del aire de proceso se llevan a cabo directamente en el equipo, concretamente el acondicionamiento del aire de proceso y su circulación dentro del equipo en circuito.
Debido a este modo de construcción compacto a efectos de una integración de los elementos de construcción necesarios en el equipo, resulta que se requiere menos sitio y espacio. Al mismo tiempo se reduce la masa de los elementos de construcción necesarios, lo que equivale a velocidades más altas de temperatura y regulación.
La forma de construcción compacta también conduce a una reducción de las emisiones acústicas y térmicas. Existen menos superficies que entran en contacto con el aire de proceso y, por lo tanto, también se reducen considerablemente las superficies a limpiar. En su conjunto resultan de ello costes reducidos para toda la instalación y también un consumo de energía más reducido debido a pérdidas de energía considerablemente más reducidas.
El aire de proceso que sale de la cámara de proceso contiene casi siempre solventes del medio de tratamiento, que se aplica sobre el material en la cámara de proceso, especialmente, agua y solventes orgánicos. Además, no se excluye que, a pesar de la presencia de filtros, el aire de proceso pueda arrastrar gotitas de líquido en forma de gas u otras gotitas pequeñísimas que pueden representar, por lo tanto, una carga contaminante para el aire de proceso. En el condensador estos componentes pueden quedar condensados y separados del aire de proceso.
Debido a la disposición del condensador directamente dentro del equipo, se puede prescindir de conductos para conducir el aire de proceso cargado de contaminantes hacia unidades dispuestas al margen que contienen el condensador.
La disposición del calentador de aire dentro del equipo permite el calentamiento del aire de proceso a la temperatura de proceso inmediatamente después de que el mismo haya salido del condensador. De esta manera se puede llevar a cabo tanto el proceso de enfriamiento para la condensación de contaminantes arrastrados, como el recalentamiento subsiguiente a la temperatura de proceso de forma favorable para el balance energético.
La disposición previa del dispositivo de filtrado tiene la ventaja de que el aire de proceso queda libre de partículas sólidas arrastradas. El dispositivo de filtrado puede estar compuesto de sistemas filtrantes dinámicos conocidos que retienen incluso las partículas más finas, que se desprenden periódicamente del filtro por golpes de ariete, siendo reconducidas a la cámara de proceso. En este caso, se puede tratar de las llamadas bujías filtrantes, cartuchos filtrantes o también de los denominados filtros de "cuello de payaso", que están dispuestos en la zona final superior de la cámara de proceso.
La disposición previa del dispositivo de filtrado delante del dispositivo acondicionador en el sentido del flujo tiene la ventaja de que el dispositivo de filtrado elimina del aire de proceso las partículas sólidas arrastradas antes de que este aire de proceso llegue al condensador. De esta manera queda excluido que la superficie del condensador quede ensuciada por las partículas sólidas arrastradas, es decir, que se depositen sobre su superficie.
Según otra realización de la invención, el dispositivo acondicionador está dispuesto, como mínimo, alrededor de la cámara de proceso.
Esta medida tiene la ventaja de que de ello resulta una construcción muy compacta que brinda, al mismo tiempo, la posibilidad de mantener un acceso sencillo a los elementos de construcción del dispositivo acondicionador desde el exterior. Esta forma de construcción compacta permite también tomar de forma muy sencilla las oportunas medidas de aislamiento acústico y térmico.
Según otra realización de la invención, el dispositivo de filtrado también está dispuesto alrededor de la cámara de proceso.
Esta medida tiene la ventaja de que, a pesar de los filtros existentes, resulta una forma de construcción compacta del equipo en su conjunto y que, también en este caso, el dispositivo de filtrado es muy fácilmente accesible, por ejemplo, desde el lado exterior.
Según otra realización de la invención, debajo del fondo se dispone un ventilador para la circulación del aire de proceso.
Esta medida tiene la ventaja de que la disposición debajo del fondo representa un lugar donde un ventilador de este tipo puede quedar alojado de forma favorable, dado que estos fondos suelen presentar habitualmente un contorno exterior circular.
Según otra realización de la invención, el ventilador está dispuesto entre el condensador y el calentador de aire en el sentido del flujo.
Esta medida tiene la ventaja de que el aire de proceso que fluye hacia el ventilador ya está libre de todo tipo de contaminantes y que éste sólo ha de conducir el aire de proceso hacia el fondo, haciéndolo pasar al lado del calentador de aire. Esto permite un control muy efectivo del acondicionamiento del aire de proceso en cuanto a cantidad y/o contenido de calor.
Según otra realización de la invención, está dispuesta, como mínimo, una tobera mediante la cual un medio de tratamiento puede ser pulverizado en la cámara de proceso para el material.
Esta medida en sí conocida conlleva que el medio de tratamiento puede ser introducido en la cámara de proceso en un punto adecuado a través de las toberas.
Según otra realización de la invención, se puede extraer aire de pulverización del aire de proceso a través de un conducto y conducirlo a la tobera para pulverizar el medio de tratamiento.
Esta medida presenta la ventaja considerable de que se puede crear un sistema cerrado estanco al gas. En el sistema se forma un denominado "juego de suma cero" de las cantidades de aire, dado que la cantidad de aire que se necesita para pulverizar el medio de tratamiento mediante la tobera es desviada del aire de proceso y suministrada a la tobera. Esto permite una forma de construcción muy compacta con una conducción estanca al gas hacia el exterior, tanto del aire de proceso como también del aire de pulverización para la tobera. Dado que la tobera está dirigida hacia el interior de la cámara de proceso, las cantidades de gas pulverizadas por la tobera se mezclan con el aire de proceso, las mismas pueden ser tratadas o reacondicionadas conjuntamente con éste, es decir, quedar libres, especialmente, de solventes o similares y ser suministradas de nuevo a la tobera como "aire de pulverización limpio".
Según otra realización, se dispone un compresor para comprimir el aire de pulverización.
Esta medida tiene la ventaja de que mediante este compresor se puede controlar de forma individual el control de la presión del aire de pulverización o de la cantidad de aire de pulverización. El compresor puede ser asimismo parte integral del equipo, pero también puede estar dispuesto en el exterior del mismo, dado que el medio de tratamiento ha de ser alimentado inevitablemente desde el exterior con algunas sustancias, en especial, la sustancia que ha de ser suministrada al material a tratar.
Según otra realización de la invención, alrededor de la cámara de proceso está previsto un espacio anular en el que están dispuestos, como mínimo, partes del dispositivo de filtrado y/o el dispositivo acondicionador.
Esta medida tiene la ventaja de que se consigue una construcción muy compacta y esbelta en la que los elementos de construcción pueden estar dispuestos alrededor de la cámara de proceso de forma muy accesible.
Según otra realización de la invención, la cámara de proceso presenta una pared vertical cilíndrica que queda cerrada por el fondo, estando dispuesto debajo del fondo un calentador de aire y el ventilador, y en un espacio anular alrededor de la pared están dispuestos filtros anulares y, como mínimo, un condensador anular acoplado a continuación de los mismos.
Según esta realización específica, el dispositivo acondicionador del aire de proceso se adapta de forma óptima a la geometría de la cámara de proceso, de manera que de ello resulta un equipo de construcción muy compacto y efectivo y, por lo tanto, también ventajoso en el funcionamiento.
Según otra realización de la invención, la cámara de proceso presenta en un extremo superior del flujo de salida una tapa que está destinada a desviar el aire de proceso hacia el dispositivo acondicionador.
Es decir, la tapa no sirve solamente como cierre y, en su caso, también como ventana de observación para los procesos que se desarrollan dentro de la cámara de proceso, sino que desvía al mismo tiempo el aire de proceso, que sale de la cámara de proceso, hacia los demás dispositivos de tratamiento o acondicionamiento, tal como filtros, condensador etc.
Según otra realización de la invención, en el extremo final del flujo de salida de la cámara de proceso se dispone una criba. En especial, es ventajoso realizar esta criba en forma de criba vibratoria.
Esta medida tiene la ventaja de que es posible separar las partículas sólidas del flujo de salida del aire de proceso. Debido a la realización en forma de criba vibratoria, las partículas se desprenden otra vez de la criba que está en vibración y vuelven a caer a la cámara de proceso. De esta manera, dichas partículas están otra vez disponibles para el tratamiento. La realización como criba plana favorece la forma de construcción compacta del equipo.
Según otra realización de la invención, está dispuesto un dispositivo para aspirar los sólidos retenidos por el dispositivo de filtrado.
Esta medida tiene la ventaja de que, debido a la aspiración de los sólidos que son retenidos por los filtros, aumenta la efectividad del dispositivo de filtrado. En el caso de filtros de varias etapas no todos los filtros han de ser aspirados, sino que será suficiente aspirar aquel filtro o aquellos filtros que retienen la mayor parte de los sólidos, siendo ésta casi siempre la parte más gruesa de los sólidos.
Según otra realización de la invención, el dispositivo de aspiración presenta un racor de aspiración desplazable que aspira de vez en cuando los sólidos de los filtros del dispositivo de filtrado.
Esta medida tiene la ventaja de que el racor de aspiración puede ser conducido hasta los filtros o puede ser pasado por encima de los mismos, de manera que se puede llevar a cabo la aspiración durante el funcionamiento del
equipo.
Según otra realización de la invención, en un dispositivo de filtrado con filtros que están dispuestos en un espacio anular dispuesto alrededor de la cámara de proceso, el racor de aspiración desplazable está realizado en forma de racor de aspiración circundante.
Esta medida tiene la ventaja de que, debido al racor de aspiración circundante, se pueden ir aspirando constantemente sólidos del dispositivo de filtrado, al tiempo que siempre hay suficientes zonas de los filtros que quedan libres para llevar a cabo el proceso de filtrado propiamente dicho.
Según otra realización de la invención, el aire de proceso aspirado por el dispositivo de aspiración se puede reconducir otra vez al equipo tras haber separado los sólidos aspirados.
Esta medida tiene la ventaja de que, también con esta realización, se puede mantener el principio del circuito cerrado, reconduciendo el aire de proceso aspirado.
Según otra realización de la invención, en el extremo final del flujo de salida de la cámara de proceso está dispuesto una criba y también se dispone un dispositivo para eliminar por soplado el material que ha quedado enganchado en la criba.
La criba, que deja pasar sólidos en forma de partículas pequeñas que, a continuación, quedan retenidas por los filtros mencionados anteriormente, retiene las partículas más grandes del material que arrastra el aire de proceso.
Éstas son retenidas en la cara inferior de la criba por el aire de proceso que fluye a través de la criba, o bien se adhieren en la cara inferior de la criba debido a que se enganchan con las mallas de la criba o debido a su consistencia todavía pegajosa.
Debido a ello estas partes del material quedan excluidas del proceso de tratamiento posterior y han de ser reconducidas a la cámara de proceso a efectos de conseguir un resultado de tratamiento lo más uniforme posible. Esto se realiza ahora mediante este dispositivo de soplado.
Según otra realización de la invención, el dispositivo de soplado presenta un carro de soplado que se desplaza a través de la criba.
Esta medida tiene la ventaja de que el carro de soplado puede estar soplando constantemente dejando partes de la criba despejadas, al tiempo que hay suficientes zonas de la criba que están libres para dejar pasar el aire de proceso a efectos de mantener el circuito en su conjunto dentro del equipo.
Según otra realización ventajosa de la invención, los dispositivos de aspiración de los filtros y el dispositivo de soplado de la criba están combinados de tal manera que el aire de proceso aspirado por el dispositivo de aspiración puede ser conducido hacia el dispositivo de soplado.
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Esta medida tiene, a su vez, la ventaja de que, incluso con esta realización de la limpieza/del soplado, se lleva a cabo un circuito cerrado, dado que la cantidad de aire que es aspirada para limpiar los filtros, una vez separados los sólidos filtrados, vuelve a ser reconducida al sistema al limpiar la criba por soplado.
Según otra realización de la invención, está dispuesto un carro combinado de soplado/aspiración rotatorio y que se extiende radialmente a través de la cámara de proceso.
Esta medida tiene la ventaja de que ambos dispositivos de aspiración y de soplado presentan un elemento de construcción común.
Según otra realización de la invención, el carro de soplado/aspiración presenta una abertura de aspiración que desemboca en la zona de los filtros y presenta, además, una abertura de soplado, que desemboca en la zona de la criba.
El carro de soplado/aspiración circundante aspira, por lo tanto, a través del orificio de aspiración los filtros o los sólidos retenidos por los mismos, y simultáneamente va soplando el aire reconducido a través de la criba, haciendo que se desprenda el material adherido.
Según otra realización de la invención, se ha dispuesto un equipo de aspiración que está unido con el carro de soplado/aspiración.
Esta medida tiene la ventaja de que, por ejemplo, una aspiradora industrial, que está a disposición, puede estar asignada al equipo, aspirando el aire, separando del mismo las partículas sólidas arrastradas y suministrando, a continuación, el "aire de salida" otra vez al carro de soplado.
Esto no representa solamente una realización muy efectiva en el coste, dado que las aspiradoras industriales están a disposición en diferentes realizaciones, sino que también permite una colección dirigida de los sólidos que son retenidos en los filtros y luego aspirados por ellos.
Si se trata de sólidos de muy alta calidad, por ejemplo, en el ámbito farmacéutico, éstos pueden ser reutilizados. Cuando se trata de sustancias críticas o peligrosas para el medio ambiente, éstas pueden ser evacuadas de forma dirigida del equipo y recogidas.
Según otra realización de la invención, el condensador presenta un primer condensador para condensar el agua y un segundo condensador dispuesto a continuación para condensar el solvente con un punto de rocío más bajo que el agua.
Especialmente en el ámbito farmacéutico se utilizan tanto soluciones acuosas, como también soluciones disueltas en solventes orgánicos para el tratamiento del material en la cámara de proceso. Debido a la realización en dos etapas, se puede condensar primero el agua y, a continuación, aquellos solventes que presentan un punto de rocío considerablemente más bajo. Esto no solamente tiene la ventaja de que, debido a la condensación en dos etapas, estas dos sustancias pueden ser recuperadas por separado, sino también que se impide, por ejemplo, que un condensador que trabaja con un refrigerante extremadamente frío quede congelado por el agua condensada.
Según otra realización de la invención, está dispuesta una conexión para suministrar un gas inerte.
Esta medida tiene la ventaja considerable de que el espacio interior de la cámara de proceso puede ser llenado con un gas protector, de manera que esta instalación puede trabajar de forma protegida contra las explosiones, a cuyo efecto se asegura, por ejemplo, que la concentración de oxígeno no supere el 6% en volumen.
Según otra realización de la invención, está dispuesto un sensor de gas para medir la composición gaseosa del aire de proceso, en especial, el contenido en oxígeno.
Esta medida tiene la ventaja de que mediante el sensor de gas se puede llevar a cabo un análisis continuo de la composición gaseosa del gas de proceso, de manera que se puede excluir el peligro de explosiones.
Naturalmente, las características mencionadas anteriormente y las que aún se explicarán a continuación no pueden ser utilizadas solamente en las combinaciones indicadas, sino también en otras combinaciones o cada una por si sola, sin que se abandone, por ello, el marco de la presente invención.
La invención se describe y se explica con más detalle por medio de un ejemplo de realización elegido en relación con los dibujos adjuntos. Éstos muestran:
En la figura 1, una sección vertical a través de un equipo, según la invención, con un dispositivo acondicionador integrado para acondicionar el aire de proceso,
en la figura 2, una sección transversal a través del equipo de la figura 1,
en la figura 3, de forma muy esquemática, un diagrama del equipo según la invención con algunos aparatos adicionales no periféricos para el suministro de la tobera,
en la figura 4, una sección vertical, comparable al de la figura 1, a través de otra realización del equipo, según la invención,
en la figura 5, una sección comparable a la sección, según la figura 2, del equipo de la figura 4, y
en la figura 6, un diagrama esquemático correspondiente al de la figura 3 de la realización restante del equipo.
Un equipo mostrado en las figuras 1 a 3 para el tratamiento de un material en forma de partículas se indica en su conjunto con la referencia numérica (10).
Tal como se desprende, sobre todo, de la representación en sección de la figura 1, el equipo (10) presenta un recipiente (12) que presenta una pared interior (14) vertical de cilindro hueco. La pared (14) rodea una cámara de proceso (16) que queda cerrada por un fondo (18).
El fondo (18) se compone de una serie de siete chapas anulares dispuestas una encima de la otra, solapándose parcialmente, de manera que entre las chapas anulares quedan conformadas ranuras que representan aberturas de paso anulares a través del fondo.
En la vista en planta de la figura 2 se indica una de estas chapas anulares en representación de todas con la referencia (17) y una ranura anular correspondiente con la referencia (19).
Céntricamente en el fondo (18) está alojada una tobera (20), que está realizada en forma de tobera de ranura anular, extendiéndose, en este caso, la ranura anular de la tobera (20), no indicada con una referencia, en dirección circunferencial y pulverizando, por lo tanto, la tobera (20) en el plano del fondo en dirección anular.
La realización más detallada y el modo de trabajo de un fondo de este tipo están descritos, por ejemplo, por la patente DE 102 48 116 C1, a la que se hace referencia explícitamente.
Una tobera de pulverización de este tipo, con un ángulo de pulverización de 180º y un ángulo cubierto de 360º, está descrita, por ejemplo, en la patente DE 102 32 863 A1, a la que se hace referencia explícitamente.
Una combinación de un fondo de este tipo con una tobera de pulverización de este tipo se ha descrito, además, en la solicitud de patente internacional PCT/EP 2004/010096 del 10.09.2004.
La pared interior (14) está rodeada por una pared exterior (22) distanciada de la primera, de manera que queda constituido un espacio anular (24) entre las paredes (14) y (22). La pared exterior (22) sobresale un poco en altura sobre la pared (14) y está cerrada con una tapa (26).
Un dispositivo de filtrado (28) presenta una criba vibratoria (30) que recubre el extremo superior de la pared (14).
En la zona superior del espacio anular (24) están dispuestos dos filtros V circundantes de forma anular (32) y (33) de dos clases diferentes de filtrado.
La criba vibratoria (30) sirve como prefiltro para el aire de salida, el filtro V (32) como filtro fino del aire de salida y el filtro V (33), que está situado debajo, como filtro muy fino del aire de salida.
Debajo del dispositivo de filtrado (28) está dispuesto en el espacio anular (24) un condensador de dos etapas (35) que puede ser cargado con un medio refrigerante (40) a través de las conexiones (37, 38). En función del tipo de sustancias a condensar, por ejemplo, agua y solventes tal como acetona, isopropanol, etanol etc., se suministrarán medios refrigerantes (40) a través de las conexiones (37) y (38) en el ámbito de -40ºC hasta +5ºC.
La pared interior (14) termina a una distancia delante de un zócalo (41) que representa un final inferior de la pared exterior (22). Por esto existe una abertura anular (42). En la zona de esta abertura (42) está dispuesto un colector de gotas (43) que se encuentra por encima de una cuba colectora (44) que está conectada con una salida (45), de manera que se pueden conducir los líquidos condensados a un recipiente colector (46) (véase la figura 3).
En un espacio (47) debajo del fondo (18) y dentro de la pared (14) está dispuesto un ventilador (48), que actúa como soplante radial. Este ventilador aspirante centrífugo de altas prestaciones es accionado a través de un accionamiento eléctrico o neumático o hidráulico. Céntricamente por encima del ventilador (48) se encuentra la tobera (20), que puede ser extraída del equipo (10) desde abajo del fondo (18). El cuerpo aproximadamente cilíndrico de la tobera central (20) que se extiende por debajo del suelo (18) está envuelto por un tubo (51) a una cierta distancia.
Alrededor de este tubo (51) está dispuesto un calentador de aire (52) al que se puede suministrar un medio calefactor (57) a través de conexiones (54, 55) con el lado exterior. Los medios calefactores pueden ser agua caliente o vapor. También puede ser accionado mediante energía eléctrica.
En el espacio entre el lado exterior del cuerpo de la tobera (20) y el tubo (51) están dispuestos unos deflectores (50).
Entre el ventilador (48) y el calentador de aire (52) están dispuestos otros deflectores (49).
En función de la posición de los deflectores, más o menos aire de proceso, que es transportado a través del ventilador (58) hacia el calentador de aire (52), será suministrado directamente al calentador de aire (52) o bien a la cara inferior del suelo (18) en el bypass entre calentador de aire (52) y el cuerpo de la tobera (20). Un control, no mostrado más detalladamente, permite el ajuste correspondiente de los deflectores.
Tal como se desprende de las representaciones en sección, las paredes (14, 22) están dotadas de un aislamiento (59) o un aislamiento (61) de manera que el condensador (35) queda aislado térmicamente del calentador de aire (52), y viceversa.
El condensador (35) dispuesto en el espacio anular (24), el ventilador (48) y el calentador de aire (52) son partes de un dispositivo (60) para acondicionar el aire de proceso (21) y para hacer circular este aire de proceso (21) en el circuito.
A efectos de conformar un sistema de circuito cerrado, se evacua el aire de proceso (21) del equipo (10) a través de un conducto de aspiración (63), una vez éste haya atravesado el colector de gotas (43), tal como se desprende de la figura 3.
El aire de proceso (21) extraído a través de un conducto de aspiración (63) es condensado por un compresor (73) y suministrado otra vez a través de dos conductos (74, 75) de la tobera (20) como aire de vaporización. El medio de tratamiento (76), que ha de ser pulverizado por la tobera (20), es tratado en un recipiente mezclador (67) con un agitador (69) y suministrado a la tobera (20) a través de una bomba (71).
Tal como se ha mencionado anteriormente, la tobera (20) está dotada de una tobera de ranura anular que pulveriza el medio de tratamiento actuando conjuntamente con el aire de pulverización para formar una nube aplanada de pulverización que se extiende más o menos horizontalmente a una distancia por encima de la placa de guía superior del fondo (20).
La disposición de las chapas anulares (17) dispuestas una encima de la otra es de tal manera que el aire de proceso (21) sale en una corriente radial de dentro hacia fuera, y es desviado de la cara interior de la pared (14) hacia arriba, arrastrando partículas del material a tratar que, a continuación, vuelven a caer céntricamente sobre la cabeza de la tobera (20), tal como está representado en la figura 1 por medio de las correspondientes flechas de movimiento.
En la cámara de proceso (16) las partículas del material a tratar son sometidas a turbulencias por el aire de proceso (21) que pasa por el fondo (18), por ejemplo, formando un anillo circundante de forma toroidal. La nube plana de pulverización trata el material a tratar de forma muy uniforme.
El aire de proceso (21) sale en el extremo superior de la cámara de proceso (16) de la misma, pasando por la criba vibratoria (30), debido a lo cual las partículas gruesas de los sólidos, que han sido arrastradas, se desprenden otra vez debido a la disposición en forma de criba vibratoria del mismo o de su cara inferior y son reconducidas a la cámara de proceso (16).
Desde la cara inferior de la tapa (26) el aire de proceso (21) es desviado verticalmente hacia abajo e introducido de forma uniforme en el espacio anular (24). Fluye en el espacio anular (24) desde arriba hacia abajo, pasando por el primer filtro V (32) así como el segundo filtro V (33), con lo cual también se filtran también las partículas sólidas más finas que han sido arrastradas.
A continuación, el aire de proceso pasa por el condensador (35) de dos etapas, por medio del que se condensan tanto el agua como también otros solventes. El condensado es recogido en la cuba colectora (44) en el lado del
fondo.
El condensador de gotas (43) se encarga de que también se separen las gotitas más finas que han sido arrastradas.
El aire de proceso (21) acondicionado de esta manera fluye ahora en el espacio (47) y está libre de cualquier contaminación, ya sea por parte de sólidos o por partículas de líquido. A través del conducto de aspiración (63) se aspira una parte y, tal como se ha descrito anteriormente, se suministra como aire de pulverización a la tobera (20) a través del compresor (33).
El aire de proceso (21) es suministrado al calentador de aire (52) a través del ventilador (48), siendo transmitido el correspondiente contenido de calor al aire de proceso (21).
En función de la posición de los deflectores (49, 50) se conduce más o menos aire de proceso (21) directamente a través del calentador de aire (52).
El aire de proceso ahora calentado es conducido a la cara inferior del fondo (18), pasa a través de las ranuras (19) del fondo y forma primero un cojín de aire orientado más o menos horizontalmente, en el que se encuentra el anillo muy fluidizado de partículas de material sometidas a turbulencias, que se mueve de forma toroidal.
De las figuras 1 y 3 se desprende que a través de una conexión (65) que está acoplada a un ventilador (77) que tiene filtros de carbón activo (79) dispuestos a continuación, se puede mantener de forma duradera en el sistema una cierta presión negativa de aproximadamente 100 Pa.
En el sistema en sí existe un denominado "juego de suma cero" de las cantidades de aire, es decir, el aire de proceso extraído del circuito interior a través del conducto de aspiración (63) es suministrado otra vez como aire de pulverización a través de la tobera, de manera que ninguna cantidad de aire de proceso ha de abandonar el equipo, ni ha de ser suministrada al mismo desde fuera. Dado que en estos sistemas se ha de mantener una cierta presión negativa con respecto al exterior, se dispone del ventilador (77) denominado el ventilador de "ventosa" que es capaz de establecer una presión negativa en el sistema de 100 Pa, superando al mismo tiempo el paquete del filtro de carbón activo (70) o su resistencia.
En la práctica el sistema es totalmente estanco al gas, el ventilador de ventosa (77) trabaja siempre contra la presión negativa, pero no transporta cantidades de aire, porque no hay ningún derrame.
El llenado de la cámara de proceso (16) con el material a tratar se lleva a cabo desde arriba con la tapa (26) abierta y con la criba vibratoria (30) retirada.
El vaciado del material tratado se realiza radial o tangencialmente a través de un racor (82), que presenta un tapón de cierre (84) dispuesto radial o tangencialmente, y que puede ser extraído o insertado de nuevo manual o mecánicamente/automáticamente. El producto de partículas de material tratadas desplazado por el suelo (18) de forma radial y tangencial por el aire de proceso (21) encuentra por sí solo el camino hacia el racor de vaciado (82) hasta llegar a un correspondiente recipiente de recogida, no mostrado con más detalle.
La disposición mostrada permite también una limpieza muy sencilla de todo el espacio interior del sistema.
Es posible inundar todo el espacio interior con un líquido lavador/limpiador y hacer circular el mismo mediante un movimiento relativamente despacio del ventilador (48), consiguiendo casi una especie de efecto de lavadora.
A efectos de que los componentes del dispositivo (60) alojados en el espacio anular (24) sean fácilmente accesibles, es posible elevar toda la pared exterior (22) o realizar dicha pared exterior (22) en forma de puerta basculante que puede ser desplazada por segmentos.
En las figuras 4 a 6 se muestra otra realización de un equipo según la invención, que se indica en su conjunto con la referencia (90).
El equipo (90) presenta en muchos elementos de construcción la misma estructura que la del equipo descrito en las figuras 1 a 3, de manera que los mismos elementos de construcción están indicados con las mismas referencias.
El equipo (90) presenta, tal como ya se describió anteriormente, un recipiente vertical (92) en forma de cilindro hueco que encierra una cámara de proceso (94).
La cámara de proceso (94) presenta un fondo (96) que está realizado de forma idéntica como el fondo (18) descrito anteriormente, en cuyo centro se aloja una tobera correspondiente (20), que soporta en su cara inferior el ventilador (48). De forma correspondiente también está dispuesto un calentador de aire (52) con sus conexiones (54) y (55).
En el equipo (90) la cámara de proceso (94) también está rodeada de un espacio anular (98), en el que están dispuestos los elementos de construcción correspondientes del dispositivo acondicionador del aire de proceso.
De esta manera se puede apreciar que también en este caso están dispuestos dos filtros V (100) y (101) anulares en el extremo superior del flujo de entrada del espacio anular (98).
A diferencia del equipo (10) también está dispuesto un tercer filtro V (102) después del segundo filtro V (101) en el sentido del flujo.
Este tercer filtro V (102) sirve como tercera etapa de filtrado estático, como la denominada clase S de filtrado, es decir, un filtro para sustancias en suspensión.
Además, a diferencia del equipo (10) mostrado en la figura 1, el condensador (35) está realizado en forma de condensador de dos piezas.
En el espacio anular (98) está dispuesto, a tal efecto, a continuación del tercer filtro V (102) en el sentido del flujo, un primer condensador anular (104) que sirve para condensar agua del aire de proceso. A través de las conexiones oportunas (37) y (38), bien se suministra agua fría, por ejemplo, a 6º/12ºC, o bien se evacúa otra vez una solera con -5º/0ºC. El agua condensada del primer condensador (104) es recogida por una cuba colectora (105) anular y reconducida a través de una salida (106) a un recipiente colector (46), tal como ya se ha descrito en relación con la figura 3.
Un segundo condensador (107) está dispuesto en el extremo inferior del recipiente (92) y es alimentado con un medio refrigerante, por ejemplo un medio de enfriamiento o de refrigeración (-20ºC) tal como, por ejemplo, Frigon, a través de las conexiones oportunas (108, 109).
Este segundo condensador (107) sirve para condensar líquidos con un punto de rocío más bajo que agua, es decir, por ejemplo solventes orgánicos. El condensado obtenido del segundo condensador (107) es recogido en una cuba colectora (110) dispuesta en el lado del fondo y es conducido a través de una salida (111) hacia un segundo recipiente colector (112), tal como se desprende de la figura 6. Por encima del segundo condensador (107) está dispuesta una chapa perforada (114) que asume la función de una reja enderezadora de corrientes, de manera que ahora se conduce una corriente relativamente rectificada a través del ventilador (48) hacia el lado inferior del fondo (96) a través del calentador de aire (52).
En la tapa (123) del equipo (90) está dispuesto un dispositivo (116) para aspirar el aire de proceso, así como un dispositivo (117) para soplar el aire de proceso. Estos dos dispositivos (116, 117) se combinan de tal manera que presentan un carro común de aspiración/soplado (118), tal como se desprende, en especial, también de la figura 5.
El carro de aspiración/soplado (118) descansa sobre una polea (120) sobre el canto superior (121) del recipiente (92). Un accionamiento (122) asimismo alojado en el centro de la tapa (123) se encarga de que el carro de aspiración/soplado (118) gire, y concretamente alrededor del eje central longitudinal dispuesto en el centro del equipo (90), es decir, alrededor del eje longitudinal del árbol motor (124), tal como se desprende de las figuras 4 y 5.
De la figura 5 se desprende que el carro de aspiración/soplado (118) gira en la dirección de las agujas del reloj, por ejemplo, con una velocidad de rotación de 5 hasta 10 rpm. El extremo superior de la cámara de proceso o del recipiente (92), respectivamente, está cerrado por una criba estática (113).
Por el dibujo de sección de la figura 4 se desprende que el carro de aspiración/soplado (118) presenta un racor de aspiración (126), cuya abertura desemboca directamente por encima del filtro V (100). Un carro de soplado (128) correspondiente está realizado de tal manera que su abertura de soplado desemboca directamente por encima de la criba (113).
De la vista en planta, según la figura 5, se desprende que el carro de aspiración/soplado (118) se extiende más o menos en dirección radial y, al mismo tiempo, a lo largo de un determinado tramo circunferencial del filtro V superior (100). Mediante el racor de aspiración se limpian los filtros (100) y (101) por aspiración. Al mismo tiempo, se limpia la zona de la criba (113) que se sitúa radialmente más hacia dentro por soplado.
Tal como se desprende de la figura 6, el dispositivo combinado para aspirar y soplar está unido con un equipo aspirador (134) en forma de una aspiradora industrial por medio de los conductos oportunos (136) y (137).
Dicho con otras palabras, el equipo aspirador (134) aspira a través del racor de aspiración (126) los filtros (100) y (101), es decir, se lleva los sólidos (130) retenidos en ellos, éstos son conducidos al equipo aspirador (134), ahí son filtrados y el "aire de salida" es reconducido al carro de soplado (128) y, a través de éste, el material (132) adherido en la cara inferior de la criba (113) es reconducido a la cámara de proceso (94) o conducido otra vez a las partículas del material a tratar sometidas a turbulencias sobre el fondo (96). De esta manera, todo esto se puede llevar a cabo en un circuito cerrado.
De la figura 4 se desprende que está dispuesta una conexión para gas inerte (140) a través de la que se puede cargar o bañar el espacio interior con un gas inerte.
En el sistema descrito anteriormente en relación con la figura 3 está integrado adicionalmente un sensor de gas (142) para mantener una presión negativa con el ventilador de ventosa (77), estando dicho sensor en contacto con el aire de proceso a través del conducto (144). Mediante dicho sensor de gas (142) se puede analizar la respectiva composición gaseosa, en especial, en el sentido de si hay una mezcla explosiva, lo cual no es el caso cuando la concentración de oxígeno se mantiene por debajo del 6% en volumen. En este caso aún se está a tiempo de tomar las correspondientes medidas de control para no sobrepasar este valor umbral para el contenido de oxígeno.

Claims (24)

1. Equipo para el tratamiento de un material en forma de partículas con una cámara de proceso (16, 94) para recoger y tratar el material, la cual presenta un fondo (18, 96) dotado de aberturas de paso a través de las que se puede introducir el aire de proceso (21) a la cámara de proceso (16, 94), y con una salida para evacuar el aire de proceso (21) de la cámara de proceso (16, 94), estando integrado en el equipo (10, 90) un dispositivo (60) para acondicionar el aire de proceso (21) y para hacer circular el aire de proceso (21) en el circuito, presentando el dispositivo acondicionador (60), como mínimo, un condensador (35; 104, 107) y un calentador de aire (52), y porque está dispuesto un dispositivo de filtrado (28) a efectos de eliminar sólidos (130) del flujo de salida del aire de proceso (21) procedente de la cámara de proceso (16, 94), estando dispuestos filtros (30, 32, 33; 100, 101, 102) del dispositivo de filtrado (28) delante del dispositivo (60) para acondicionar al aire de proceso en el sentido de flujo, estando dispuesto un espacio anular (24, 98) alrededor de la cámara de proceso (16) el cual aloja, como mínimo, partes del dispositivo de filtrado (28) y/o el dispositivo acondicionador (60).
2. Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado porque debajo del fondo (18, 96) está dispuesto un ventilador (48) para hacer circular el aire de proceso (21).
3. Equipo, según la reivindicación 2, caracterizado porque el ventilador (48) está dispuesto entre el condensador (35; 104, 107) y el calentador de aire (52) en el sentido de flujo.
4. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está dispuesta, como mínimo, una tobera (20) mediante la cual un medio de tratamiento (76) para el material puede ser pulverizado dentro de la cámara de proceso (16, 94).
5. Equipo, según la reivindicación 4, caracterizado porque el aire de pulverización para pulverizar el medio de tratamiento (76) puede ser extraído del aire de proceso (21) a través de un conducto (63) y conducido hacia la tobera (20).
6. Equipo, según la reivindicación 5, caracterizado porque un compresor (73) está dispuesto para comprimir el aire de pulverización.
7. Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de proceso (16, 96) presenta una pared vertical cilíndrica (14) que está cerrada por el fondo (18), porque debajo de dicho fondo (18) están dispuestos un calentador de aire (52) y el ventilador (48), y porque en un espacio anular (24, 98) dispuesto alrededor de la pared (14) están dispuestos filtros anulares (32, 33; 100, 101, 102) y, como mínimo, un condensador anular (35) acoplado a continuación.
8. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en un extremo superior del flujo de salida está dispuesto una tapa (26, 123) que sirve para desviar el aire de proceso (21) al dispositivo acondicionador (60) del aire de proceso.
9. Equipo, según la reivindicación 8, caracterizado porque en el extremo del flujo de salida de la cámara de proceso (16) está dispuesta una criba (30; 113).
10. Equipo, según la reivindicación 9, caracterizado porque la criba está realizada en forma de criba vibratoria (30).
11. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque hay un dispositivo (116) para aspirar los sólidos (130) retenidos por el dispositivo de filtrado.
12. Equipo, según la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo (116) de aspiración presenta un racor de aspiración desplazable (126) que aspira de vez en cuando los sólidos (130) de los filtros (100, 101) del dispositivo de filtrado.
13. Equipo, según la reivindicación 12, caracterizado porque en un dispositivo de filtrado con filtros (100, 101), que están dispuestos en un espacio anular (38) dispuesto alrededor de la cámara de proceso (94), el racor de aspiración desplazable (120) está realizado como racor de aspiración circundante (126).
14. Equipo, según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el aire de proceso aspirado por el dispositivo de aspiración (116) puede ser reconducido al equipo (90) tras haber separado los sólidos (130) aspi-
rados.
15. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en el extremo final del flujo de salida de la cámara de proceso (94) está dispuesta una criba (113) y porque se dispone un dispositivo (117) para eliminar por soplado el material (132) que se está quedando enganchado en la criba (113).
\newpage
16. Equipo, según la reivindicación 15, caracterizado porque el dispositivo de soplado (117) está realizado de forma desplazable a efectos de poder eliminar por soplado a intervalos el material (132) que queda retenido en la criba (113).
17. Equipo, según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el dispositivo de soplado (117) presenta un carro de soplado (128) que se desplaza por encima de la criba (113).
18. Equipo, según una de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque el dispositivo (116) para limpiar los filtros (100, 101) mediante aspiración y el dispositivo (117) para limpiar la criba (113) mediante soplado están combinados de tal manera que el aire de proceso aspirado por el dispositivo de aspiración (116) puede ser conducido al dispositivo de soplado (117).
19. Equipo, según la reivindicación 18, caracterizado porque por encima de la cámara de proceso (94) está dispuesto un carro combinado de soplado/aspiración (118), que se extiende en dirección radial y gira.
20. Equipo, según la reivindicación 19, caracterizado porque el carro de soplado/aspiración (118) presenta una abertura de aspiración que desemboca en la zona de los filtros (100, 101) y, además, una abertura de soplado que desemboca en la zona de la criba (113).
21. Equipo, según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque está dispuesto un equipo aspirador (134) que está unido con el carro de soplado/aspiración (118).
22. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque el condensador presenta un primer condensador (104) para condensar el agua y un segundo condensador (107) acoplado a continuación para condensar solventes con un punto de rocío más bajo que el agua.
23. Equipo, según una de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque está dispuesta una conexión (140) para el suministro de un gas inerte.
24. Equipo, según la reivindicación 23, caracterizado porque está dispuesto un sensor de gas (142) para medir la composición gaseosa dentro del equipo, en especial, para medir el contenido en oxígeno.
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