Sistema de limpieza para biorreactores multiplicadores de levaduras, hongos y bacterias.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un sistema de limpieza por lavado para biorreactores multiplicadores de levaduras, hongos y bacterias, ideado para que los clientes que dispongan de biorreactores de este tipo puedan limpiarlos de una manera efectiva sin necesidad de añadir químicos como sosa o ácidos que son normalmente empleados y que generan un mayor deterioro ambiental.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El propio solicitante es titular del modelo de utilidad ES 1219594 U, en el que se describe un biorreactor destinado a automatizar los procesos de multiplicación de levaduras y también de bacterias lácticas, en el que participa un tanque con sus correspondientes entrada y salida de producto a tratar, en cuyo seno se establece un eje vertical, rematado en unas aletas de agitación que se mueven por medio de una transmisión controlada por un motor eléctrico gobernado a su vez por un autómata que se establece en un cuadro de control.

En el seno de dicho tanque se establecen una serie de difusores conectados a un circuito de aire a presión, cuyo compresor está controlado por el autómata del cuadro de control, circuito en el que se interconecta un sistema de filtrado y esterilización del aire.

El dispositivo dispone de un sistema de control de temperatura mediante flujo de fluidos refrigerantes a través de una pluralidad de camisas pehmetrales, controladas por la correspondiente bomba y electroválvula, y por las que se hace pasar un fluido refrigerante o agua glicolada, y un circuito calefactor en el que participan una serie de resistencias eléctricas situadas en el tanque, todo ello igualmente controlado por el autómata del cuadro de control en función de los distintos programas de tratamiento previstos para el mismo.

Pues bien, a la hora de limpiar este tipo de equipos es necesario el empleo de productos químicos tales como sosa o ácidos que si bien no afectan a la integridad de la instalación, se trata de productos contaminantes que generan un deterioro ambiental.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema de limpieza para biorreactores multiplicadores de levaduras, hongos y bacterias que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla pero eficaz.

Para ello, el sistema consiste en un termo de agua y bomba de presión que alcanza altas temperaturas, regulables a través de su propio sistema de control o bien a través del autómata del propio reactor.

De forma más concreta, el termo va unido a la bomba a través de una tubería y esa bomba está unida a la bola o bolas de limpieza del biorreactor a través de tuberías que resistan calor, ya sea tuberías de acero inoxidable o tuberías de materiales plásticos flexibles.

En cuanto al termo, en el mismo participan los siguientes elementos:

• Entrada de agua

• Resistencia eléctrica.

• Sensores de nivel.

• Sonda de temperatura.

• Tubería de salida de agua.

• Conexión para instrumentación.

Ánodo de protección catódica.

Conexión para recirculación. Purga de aire para que permita la entrada y salida de agua.

Electroválvula de entrada de agua al termo.

• Electroválvula de salida de agua del termo a la bomba.

• Llaves de paso.

Tal y como se ha dicho con anterioridad, el termo está unido a una bomba la cual va unida al sistema de bolas ya sean giratorias o fijas que presenten los diferentes modelos de los biorreactores.

Además, la bomba puede estar controlada mediante un elemento variador de frecuencia para ajustar presión y caudal.

Adicionalmente este sistema de limpieza puede contener un sistema de seguridad adicional que es la incorporación de unas células de carga en el biorreactor a limpiar.

La incorporación de estas células de carga en el biorreactor permitirían que solamente pueda empezar el ciclo de limpieza cuando el reactor esté vaciado, lo cual se comprueba por medio de los valores obtenidos por las células de carga. De esta forma, si las células de carga detectan que el reactor contiene producto y no se ha vaciado adecuadamente no permiten al sistema de limpieza automático activarse.

A partir de esta estructuración, se consigue un sistema de limpieza muy efectivo, que optimiza los tiempos operativos y que resulta mucho más ecológico, al no precisar el empleo de productos químicos contaminantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista esquemática del sistema de limpieza para biorreactores multiplicadores de levaduras, hongos y bacterias realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo de la invención.

La figura 3.- Muestra una vista en planta del dispositivo de la figura anterior.

La figura 4.- Muestra una vista en alzado del dispositivo de las figuras anteriores.

La figura 5.- Muestra, finalmente, una vista en perfil del dispositivo de las figuras anteriores.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse cómo el sistema de limpieza para biorreactores multiplicadores de levaduras, hongos y bacterias está constituido a partir de un termo (A) de agua conectado a una bomba (8) de presión controlados a través de una electrónica de control propia o bien a través del autómata del propio reactor al que se vincula el sistema, bomba que va unida a la bola o bolas de limpieza del biorreactor a través de tuberías que resistan calor, ya sea tuberías de acero inoxidable o tuberías de materiales plásticos flexibles.

De forma más concreta, en el termo (A), participa una entrada de agua (1), ya sea de red o de otro depósito a través de una bomba, contando en su interior con al menos una resistencia eléctrica (4) que permite que el termo pueda calentar el agua en un intervalo amplio de temperaturas entre 50 a 95 grados.

En el seno del termo (A) se establece al menos un sensor de nivel (2), preferentemente dos, uno situado en la parte superior, que permite controlar el llenado completo del termo, pudiendo incluir otro sensor adicional en la parte inferior del tanque que protege que la resistencia eléctrica (4) no funcione en vacío evitando el riesgo de que pueda dañarse.

En dicho termo (A) se incluirá adicionalmente una sonda de temperatura (17) que permite la monitorización de la temperatura y que hace que se active la resistencia eléctrica (4) o por el contrario su inactivación una vez alcanzada la consigna de temperatura.

El agua caliente saldrá a través de una tubería de salida de agua (5) que se conecta a la bomba, incluyendo conexiones para instrumentación, conexiones para recirculación, un ánodo de protección catódica, medios de purga (3) de aire para que permita la entrada y salida de agua, una electroválvula de entrada (T) de agua al termo, una electroválvula de salida, una válvula de vaciado (6), así como llaves de paso, que permitan desconectar el sistema del reactor sin perder el agua.

Tal y como se ha dicho con anterioridad, el termo está unido a una bomba (8) la cual va unida al sistema de bolas (12) ya sean giratorias o fijas que presenten los diferentes modelos de los biorreactores, conectándose a través de sendos tubos flexible (7,9) a la entrada y salida de la bomba.

De forma más concreta, a través de una conexión (10) y por medio de respectivas electroválvulas de limpieza (11) se alimenta a las bolas (12) de limpieza establecidas en el biorreactor (B), contando éste con una válvula manual de entrada reguladora de nivel (13) y una válvula manual de salida reguladora de nivel (14) comunicadas mediante una regleta (15), contando el biorreactor (B) con una válvula manual de vaciado (16).

Además, la bomba (8) puede estar controlada mediante un elemento variador de frecuencia para ajustar presión y caudal.

Adicionalmente este sistema de limpieza puede contener un sistema de seguridad adicional que es la incorporación de unas células de carga en el biorreactor a limpiar.

La incorporación de estas células de carga en el biorreactor permitirían que solamente pueda empezar el ciclo de limpieza cuando el reactor este vaciado, lo cual se comprueba por medio de los valores obtenidos por las células de carga. De esta forma, si las células de carga detectan que el reactor contiene producto y no se ha vaciado adecuadamente no permiten al sistema de limpieza automático activarse.

El sistema podría realizar ciclos de descarte total del contenido del agua del termo sobre el reactor o poder definir una recirculación del biorreactor sobre el termo realizando ciclos que se pueden predefinir. En este último escenario es necesario que el biorreactor incorpore una válvula de descarte automático de salida que permita poder realizar la recirculación.

En una vahante de realización más sencilla, el sistema se podría simplificar dejando la salida del biorreactor sin control automático de vaciado y que sea una operación manual en la cual no se va a realizar una recirculación, si no que sería de lavado total y descarte al mismo tiempo que se va introduciendo el agua del termo a una determinada presión a través de la bomba por las bolas de limpieza del biorreactor y ese agua va descartándose dejando la válvula de descarte del biorreactor abierta manualmente.

Tal y como se ha dicho anteriormente, el sistema de limpieza puede tener un control propio o vincularse a la electrónica de control del propio biorreactor, de manera que en cualquiera de los dos casos, permitirá controlar:

• La consigna de temperatura del termo mediante la sonda de temperatura y el funcionamiento de la resistencia.

• El sensor de nivel inferior para protección de la resistencia y con ello que la resistencia no funcione en vacío.

• El sensor de nivel superior para la entrada de agua de red o de otro depósito.

• El funcionamiento de la bomba y la consigna de litros minuto a vaciar desde el termo. La marcha y el paro de la bomba.

• La recirculación y funcionamiento de la bomba en sentido contrario (del reactor al termo) en el caso que se opte por la recirculación. En el caso que sea el autómata del propio biorreactor el que controle el sistema de limpieza, ya sea con células de carga o no, se hace necesario incorporar un conector industrial que conecte el cuadro del termo al cuadro de control o autómata del biorreactor.

El sistema está pensado para poder limpiar los biorreactores de una manera eficaz sin productos químicos y de manera automática.

El termo que puede presentar su propio cuadro o estar vinculado a la electrónica de control del biorreactor, presenta un botón de limpieza que al accionarlo el sistema de limpieza se pone en marcha.

Primero el agua de red que tiene su propia presión entra al termo abriéndose la electroválvula de entrada del termo. El termo tiene una consigna de temperatura que hace que se active la resistencia siempre y cuando se active el sensor de nivel, inferior o superior en función del modelo, dejando a la resistencia ponerse en funcionamiento y corta la electroválvula de entrada de agua cuando se alcance el nivel superior del termo.

Una vez el contenido de agua del termo se ha llenado, la resistencia sigue en funcionamiento hasta alcanzar la temperatura de consigna, de manera que se reactivará cada cierto tiempo para mantener la temperatura constante siempre y cuando el nivel de agua en el termo sea el adecuado.

Una vez la temperatura sea alcanzada, al activarse el lavado, la electroválvula de salida de agua se abre y se acciona la bomba que presenta una determinada presión y caudal en función del volumen del biorreactor a limpiar. Se acciona la bomba y a través de tubería flexible o tubería inox (que resistan altas temperaturas) pasa el agua a presión y entra por el sistema de bolas de limpieza del biorreactor.

En este sistema las bolas de limpieza pueden ser giratorias o fijas y puede contener una o más de dichas bolas de limpieza. Cada una de ellas puede ir provista anteriormente a su entrada de válvulas, de accionamiento eléctrico o neumático, de tal manera que pueda limpiarse bola a bola de manera individual, o también podría no contener ninguna electroválvula y poder limpiarse a través de una bola o de vahas bolas a la vez de dos en dos o todas juntas a la vez, siempre y cuando la presión de la salida y caudal de agua a través de la bola o bolas sea suficiente para que arrastre toda la suciedad generada en el biorreactor.

El sistema de limpieza por tanto quedará prefijado un tiempo determinado de limpieza y un caudal que determinará el volumen de agua para la limpieza y tamaño del termo, dependiendo del volumen del biorreactor a limpiar y también quedará prefijado una presión de entrada por parte de la bomba que quedará prefijado en función del volumen del biorreactor a limpiar.

Cuando exista conexión entre el reactor y el sistema de limpieza se podrá activar el calentamiento del termo anterior a que termine el proceso del biorreactor de manera programada para que el termo ya haya alcanzado la temperatura de consigna anterior a que termine el proceso del biorreactor optimizando el proceso en un menor tiempo, ya que el termo siempre estará preparado con anterioridad.

Una vez haya terminado el ciclo del biorreactor y se quiera limpiar, el operario/a accionará el botón de limpieza automática del biorreactor y si el reactor incorpora células de carga dejará introducir el agua caliente a presión a través de las bolas siempre y cuando no haya producto.

La válvula de descarte del biorreactor puede ser automática una vez el botón de limpieza haya sido presionado para descartar el agua de limpieza o de apertura manual por el operaho/a.

Si el termo presenta su propio cuadro y no está conectado al reactor el operaho/a deberá iniciar primeramente el ciclo de precalentado accionando el botón de limpieza automática y una vez precalentado a la consigna, el autómata y el programa de limpieza generará un aviso vía pantalla visual en el cuadro o también vía teléfono o mail si va provisto de sistemas de control remoto e internet. El operaho/a una vez confirme “ok” el programa de limpieza se accionará.

La opción de avisos de precalentado también está prevista cuando el cuadro del termo está unida y controlada por el biorreactor.