ITMI20012693A1 - Unita' di spruzzo di uno spray dryer - Google Patents

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ITMI20012693A1
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Giovanni Gurrieri
Luca Rampoldi
Sarah Faccin
Salvatore Galati
Alessandro Grassani
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Zambon Spa
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Description

“Unità di spruzzo di uno spray dryer”
Descrizione
La presente invenzione riguarda un’unità di spruzzo per spray dryer utilizzato per la microincapsulazione di particelle solide.
La microincapsulazione mediante spray dryer impiega normalmente una sospensione delle particelle da rivestire nella soluzione o nella sospensione di rivestimento.
Questa tecnica è di limitata applicazione quando le particelle da rivestire sono solubili nella miscela di rivestimento oppure, per incompatibilità chimica, non possono rimanere a contatto per molto tempo con il liquido di rivestimento (per esempio proteine o sostanze sensibili all’azione dei solventi, ecc.).
Inoltre problemi d’inquinamento ambientale e di pericolosità nell’utilizzo dei solventi organici, hanno portato sempre più all’ impiego di agenti di rivestimento formulati su base acquosa e questo rende praticamente impossibile l’utilizzo dello spray dryer nella miscroincapsulazione di particelle idrosolubili con la tecnica convenzionale.
Oggetto della presente invenzione è un particolare tipo di unità di spruzzo che consente di ovviare ai problemi sopra citati e permette di usare apparecchiature di spray dryer anche per applicazioni che richiedono un ridotto tempo di contatto della soluzione o sospensione di rivestimento con le particelle da rivestire.
Infatti, il contatto fra particelle e l’agente di rivestimento avviene solo nella fase finale del processo di spruzzo rendendo la dissoluzione o l’azione della componente liquida da evaporare dall’agente di rivestimento praticamente trascurabili.
L’unità di spruzzo della presente invenzione può essere impiegata oltre che nei casi di microincapsulazione classica cioè quando la particella da rivestire è insolubile nel mezzo di rivestimento, anche nel caso di particelle solubili nel mezzo di rivestimento ed anche nel caso si desideri microincapsulare sostanze sensibili all’azione del solvente (per esempio peptidi, proteine e sostanze degradabili a causa del solvente stesso).
L’uso dell’unità di spruzzo secondo la presente invenzione permette l’applicazione della tecnica di spray dryer per rivestire particelle del diametro di 10-500 μm solubili nel liquido di rivestimento.
Una seconda applicazione è quella di rivestire particelle del diametro sopra riportato ed insolubili nel liquido di rivestimento.
Un ulteriore applicazione è quella di rivestire particelle del diametro sopra riportato sensibili all’azione di solventi contenuti nel liquido di rivestimento. Mediante l’utilizzo di uno spray dryer munito dell’unità di spruzzo secondo la presente invenzione si possono ottenere microcapsule gastroresistenti, a rilascio prolungato, a rilascio ritardato e microcapsule taste-masking.
Il liquido di rivestimento è la soluzione o sospensione della sostanza che farà da rivestimento delle particelle nel o nei solventi prescelti includendo tra questi anche l’acqua.
I rivestimenti utilizzabili per l’ottenimento di queste capsule possono essere derivati polimerici dell’acido metacrilico, derivati della cellulosa, lipidi e loro miscele.
L’unità di spruzzo dell’ invenzione viene costruita in acciaio (o altro materiale compatibile con i prodotti utilizzati) opportunamente forata e sagomata al fine di permettere il passaggio della particelle, della sospensione o soluzione di rivestimento e dell’aria, garantendo al tempo stesso il massimo isolamento con l’ambiente esterno e tra i canali.
Essa può essere applicata su diversi tipi di apparecchiature spray drier con modifiche minime che risultano evidenti per il tecnico del ramo, quali la scelta della filettatura adatta per l’avvitamento sull’apparecchiatura, la lunghezza ed il diametro in funzione delle caratteristiche specifiche dell’apparecchiatura usata. I disegni e la descrizione degli aspetti tecnici sotto riportata si riferiscono in particolare ad una unità di spruzzo adatta ad uno spray dryer BUCHI B191.
II diametro delle parti dell’unità di spruzzo può essere modificato in finizione della specifica operazione di microincapsulazione che si vuole eseguire con lo spray dryer.
I disegni e la loro descrizione che seguono si riferiscono in particolare alla miscroincapsulazione per l’ottenimento di forme farmaceutiche gastroresistenti. Tuttavia è ovvio che l’unità di spruzzo secondo la presente invenzione può essere usata senza sostanziali modifiche per altri tipi di applicazioni al di fuori del settore farmaceutico quali rivestimenti di granuli ad uso alimentare, dietetico, cosmetico e fitosanitario.
L’unità di spruzzo oggetto dell’invenzione si compone di quattro parti fondamentali, che descriveremo qui di seguito, come indicato nella tavola 1 : testa superiore (A), nucleo (B), mantello (C), testa inferiore (D).
Testa superiore (A)
E’ la parte dell’unità di spruzzo dove viene introdotta l’aria e dalla quale vengono caricate le particelle e la soluzione o sospensione di rivestimento.
E’ dotata di 3 canali predisposti per inserimento di speciali connettori di allaccio indicati con A1=ana, A2=particelle e A3=soluzione o sospensione di rivestimento.
Il caricamento delle polveri avviene tramite un sistema meccanico o pneumatico in grado di far passare le particelle entro il canale.
La forma cilindrica illustrata nella tavola 1 con terminale a tronco di cono può essere modificata a seconda degli inserimenti e degli adattamenti necessari per le connessioni allo specifico spray dryer sul quale viene montato.
Nucleo (B)
Il nucleo è la parte centrale e più interna dell’ugello che funge da supporto e da collegamento tra la testa superiore e quella inferiore.
Il nucleo è di forma cilindrica ed è provvisto di un canale centrale (B2) per il trasporto delle particelle e di due canali laterali (B3) per il trasporto della soluzione o sospensione di rivestimento. Sia il canale B2 che B3 sono in diretta comunicazione con la parte sovrastante alloggiata nella testa e cioè A2 e A3 rispettivamente.
Mantello (C)
Il mantello è costituito da un tubo di collegamento tra la testa inferiore (D) e quelle superiore (A) ed è posto concentricamente al nucleo.
Lo spazio che rimane tra mantello e nucleo funge da canale di passaggio per l’aria (Cl). La tenuta è garantita da adatti anelli di gomma (O-rings).
Testa inferiore (D)
La testa inferiore è la parte di unità di spruzzo che funge da supporto per i vari gruppi di ugelli.
E’ costituita da una canale centrale (D2) per il passaggio delle polveri direttamente comunicante con il sovrastante canale (B2), da diversi canali per il passaggio della soluzione o sospensione di rivestimento (D3) e da diversi canali per il passaggio deH’aria (DI).
Questi ultimi due tipi di canali (quello per il liquido di rivestimento e quello per l’aria) sono disposti circolarmente al canale centrale ed il loro numero varia da 1 a 250 in funzione delle dimensioni dell’unità di spruzzo e della quantità di fluido da trasportare.
La parte inferiore D dell’unità di spruzzo è inoltre illustrata nella tavola 2.
Essa si compone di tre particolari calotte L, M e N che inserite nella testa inferiore (Tavola 2) provvedono a convogliare in un unico punto (E) le particelle provenienti dal canale D2, il liquido di rivestimento proveniente dal canale D3 e l’aria proveniente dal canale DI.
Tutti questi canali sono in diretta comunicazione con i sovrastanti canali C2, C3 e CI rispettivamente.
Le lunghezze delle calotte nel punto d’uscita possono essere modificate ad esempio mediante un sistema a vite meccanica, in funzione del tipo di processo e delle variabili operative strumentali. Per esempio la posizione dell’ugello della calotta N può essere portato sino ed oltre i limiti dell’ugello della calotta L indicata come punto K nella Tavola 2.
I diametri dei canali per il trasporto delle particelle, dei liquidi e dell’aria sono compresi tra 1 e 500 mm in funzione del tipo di lavorazione da effettuare.
I diametri degli ugelli sono compresi tra 1 e 400 mm in funzione delle lavorazioni da effettuare.
L’unità di spruzzo secondo la presente invenzione può essere modificata per adattarla a spray dryers divers dal BUCHI B191 a cui si fa riferimento nelle tavole.
Così, ad esempio, il tecnico del ramo potrà modificare la forma della testa superiore (A) per adattarla ad altri spray dryers, potrà aumentare il numero di canali B3 ed eventualmente renderli nell’insieme concentrici su B2.
La lunghezza dell’intera unità di spruzzo può variare in funzione del tipo di spray dryer sul quale viene applicato.
Anche la lunghezza dei canali ed il diametro del mantello che di per sè non sono critiche per quanto riguarda il processo di microincapsulazione, possono variare in funzione del tipo di spray dryer sul quale l’ugello viene applicato.
Ovviamente, queste modifiche non si discostano dallo spirito della presente invenzione che è quello di permettere l’uso di spray dryers anche in condizioni non precedentemente possibili.
Riportiamo qui di seguito a titolo d’esempio la descrizione dell’applicazione pratica dell’unità di spruzzo oggetto dell’invenzione.
Le particelle solide entrano nell’unità di spruzzo dal raccordo A2 percorrendo il canale B2 e D2 sino a giungere nella zona di miscelazione E.
Il liquido di rivestimento arriva dal raccordo A3, percorre il canale B3 e D3 giungendo alla zona di miscelazione E.
L’aria viene introdotta dal raccordo A1, percorrre i condotti C1 e D1 arrivando alla zona di miscelazione E.
Le particelle solide, il liquido e l’aria si incontrano in E da cui parte il fenomeno di spruzzo nella corrente di aria calda.

Claims (5)

  1. Rivendicazioni 1. Unità di spruzzo che permette il rivestimento di particelle tramite spray dryer anche in situazioni che richiedono un ridotto tempo di contatto tra soluzione o sospensione di rivestimento e particelle da rivestire, secondo quanto descritto e riportato nelle tavole 1 e 2.
  2. 2. Unità di spruzzo secondo la rivendicazione 1 per rivestire particelle solubili in acqua.
  3. 3. Unità di spruzzo secondo la rivendicazione 1 per rivestire particelle insolubili nel liquido di rivestimento.
  4. 4. Unità di spruzzo secondo la rivendicazione 1 per rivestire particelle sensibili all’azione di solventi contenuti nel liquido di rivestimento.
  5. 5. Unità di spruzzo secondo la rivendicazione 2, 3 o 4 per rivestire particelle del diametro di 10-500 pm.
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