Superar los desafíos de la alta viscosidad: Bombas de doble tornillo para jarabes espesos y pomadas

La fabricación de líquidos orales puede implicar materiales cuya transferencia es mucho más difícil de lo que su apariencia sugiere. Los jarabes concentrados, las pastas medicinales, las suspensiones y otras formulaciones de alta viscosidad pueden imponer mayores exigencias al sistema de transferencia, especialmente cuando la viscosidad cambia con la temperatura, la concentración o las condiciones de formulación.

Para los ingenieros de equipos farmacéuticos, el desafío no consiste simplemente en mover un producto espeso de un recipiente a otro. La bomba debe funcionar de manera fiable dentro de un proceso higiénico, mantener un movimiento controlado del producto, adaptarse a diferentes condiciones operativas y facilitar la limpieza entre lotes de producción. Una bomba sanitaria de doble tornillo puede satisfacer estos requisitos, integrándose como parte de un sistema completo de procesamiento de líquidos orales.

Por qué los líquidos orales de alta viscosidad requieren un enfoque de transferencia diferente

Los líquidos orales de baja viscosidad pueden transferirse a menudo con equipos de bombeo centrífugo convencionales. Sin embargo, a medida que la viscosidad aumenta, las condiciones operativas cambian significativamente. El material se vuelve más resistente al movimiento a través de tuberías y equipos, mientras que las condiciones de succión adquieren una importancia creciente.

Los jarabes espesos y las pastas medicinales también pueden necesitar pasar por varias etapas de producción, que incluyen formulación, almacenamiento intermedio, transferencia, filtración o procesamiento y envasado. Por lo tanto, una bomba seleccionada únicamente para un caudal nominal puede comportarse de manera diferente cuando la concentración o temperatura del producto cambia.

Aquí es donde el bombeo de desplazamiento positivo se vuelve valioso. En lugar de depender principalmente de la velocidad generada por un impulsor, una bomba de doble tornillo desplaza el producto a través de cavidades cerradas formadas por dos tornillos rotativos. El movimiento axial continuo proporciona una ruta de transferencia controlada, muy adecuada para materiales farmacéuticos viscosos.

Construcción de la sección de transferencia en torno al producto

En una línea de producción de líquidos orales, la bomba de transferencia debe considerarse junto con los tanques, tuberías, válvulas, disposiciones de calefacción, equipos de llenado y circuitos de limpieza. El objetivo es crear una sección de transferencia que pueda manejar el producto sin introducir restricciones innecesarias en el proceso.

La bomba sanitaria de doble tornillo SLGP utiliza dos tornillos sin contacto para formar cavidades selladas dentro del cuerpo de la bomba. A medida que los tornillos giran, estas cavidades transportan el medio desde la entrada hacia el lado de descarga. Debido a que los tornillos no hacen contacto metal con metal con la carcasa de la bomba, esta también se puede aplicar a medios no lubricantes y materiales que contengan impurezas.

Para sistemas de líquidos orales de alta viscosidad, esta estructura proporciona flexibilidad cuando la formulación no se comporta como un líquido simple de baja viscosidad. La bomba se puede configurar con diferentes tamaños de cuerpo y tornillo, lo que permite ajustar la sección de transferencia más estrechamente a las condiciones operativas requeridas.

Gestión de jarabes espesos sin complicar excesivamente el sistema

Los jarabes concentrados pueden volverse sustancialmente más difíciles de transferir a medida que aumentan su contenido de sólidos y su viscosidad. La resistencia de la tubería se vuelve más significativa, y la bomba debe mantener un movimiento estable del producto mientras trabaja contra la presión del sistema aguas abajo.

El amplio rango de velocidad de la SLGP, de 100 a 3600 rpm, proporciona un margen operativo para ajustar la transferencia según los requisitos del proceso. Diferentes configuraciones de tornillo también pueden producir diferentes caudales bajo las mismas condiciones de viscosidad, presión y velocidad.

Esta flexibilidad es útil cuando una línea de producción de líquidos orales maneja más de una formulación. En lugar de diseñar toda la sección de transferencia en torno a un único punto de operación fijo, se puede seleccionar y configurar la bomba según las características de los productos que se procesan.

Cuando las pastas medicinales modifican el requisito de bombeo

Las pastas medicinales introducen otro desafío. Su alta viscosidad puede hacer que la alimentación por succión y la transferencia continua sean más exigentes que el manejo de líquidos convencional. En estas condiciones, una bomba necesita una capacidad de cebado automático suficiente, así como la capacidad de adaptarse a cambios significativos de viscosidad.

La SLGP puede proporcionar un nivel de vacío de hasta 0,8 bar cuando la cámara de la bomba contiene producto, lo que favorece el cebado automático durante la transferencia del producto. Su principio de funcionamiento de desplazamiento positivo permite que el material sea transportado continuamente a través de la cámara de bombeo cerrada, en lugar de depender de la acción de un impulsor de alta velocidad.

Para los diseñadores de equipos farmacéuticos, esto puede simplificar la conexión entre un tanque de producto y el equipo de procesamiento aguas abajo, particularmente cuando la formulación tiene una fluidez limitada.

Una bomba para la transferencia de producto y la limpieza higiénica

Un sistema de líquidos orales debe diseñarse teniendo en cuenta algo más que la transferencia de producción. La limpieza entre lotes es una parte igualmente importante del funcionamiento del equipo.

La SLGP está diseñada con un paso de flujo sin rincones muertos, lo que facilita la limpieza higiénica y cumple con los requisitos GMP, 3-A y FDA. Su amplio rango operativo también permite que la misma bomba participe tanto en la transferencia de producto como en las operaciones de limpieza CIP/SIP.

La ventaja práctica es la simplificación del sistema. En lugar de instalar una bomba CIP separada con tuberías y válvulas adicionales, se puede utilizar la misma bomba tanto para la transferencia de producción como para el proceso de circulación de limpieza, cuando el diseño del sistema lo permita.

Durante la limpieza, el medio limpiador pasa a través de los pasos de flujo internos de la bomba. Esto permite que la bomba forme parte de la ruta de circulación CIP/SIP general, en lugar de permanecer fuera del circuito de limpieza.

Para equipos completos de líquidos orales, este enfoque puede reducir el número de componentes dedicados y ayudar a conservar el espacio de instalación.

Transferencia reversible para sistemas farmacéuticos más flexibles

Otra característica útil para los equipos de líquidos orales es el bombeo reversible.

La SLGP puede cambiar la dirección de bombeo simplemente cambiando la rotación del eje. Por lo tanto, las funciones de entrada y salida se intercambian sin requerir modificaciones mecánicas en otros componentes de la bomba.

Esta capacidad puede ser útil en un sistema de transferencia completo donde el movimiento del producto y la circulación de limpieza requieren diferentes direcciones de flujo. También puede facilitar la recuperación del producto desde secciones de la línea de proceso, dependiendo de la disposición general de las tuberías.

En lugar de tratar el bombeo directo e inverso como una característica aislada de la bomba, los diseñadores de equipos pueden incorporarlo en la disposición de tanques, tuberías y circuitos de limpieza.

Diseño para diferentes condiciones operativas farmacéuticas

Las formulaciones de líquidos orales no siempre mantienen la misma viscosidad durante todo el procesamiento. La temperatura, la concentración, la etapa de formulación y la composición del producto pueden afectar la forma en que el material se comporta dentro del sistema de transferencia.

La SLGP está disponible en configuraciones estándar y con camisa. La opción con camisa se puede considerar cuando la gestión de la temperatura forma parte del requisito de transferencia. La bomba admite temperaturas del medio de hasta 130 °C y temperaturas de limpieza de hasta 140 °C, sujeto a la configuración del equipo y las condiciones del proceso aplicables.

Un amplio rango de viscosidad, de hasta 500.000 cSt, también proporciona flexibilidad para sistemas que manejan tanto líquidos orales relativamente fluidos como formulaciones farmacéuticas sustancialmente más espesas.

El objetivo no es utilizar una bomba para todos los productos posibles, sino seleccionar la configuración de bomba adecuada para que el equipo de transferencia siga siendo compatible con la formulación real y la ventana operativa.

Una solución de transferencia para equipos completos de líquidos orales

Los jarabes de alta viscosidad y las pastas medicinales demuestran por qué el manejo de fluidos farmacéuticos no puede separarse del diseño general del equipo. La selección de la bomba afecta las condiciones de succión, la resistencia de la tubería, el control de la transferencia, las disposiciones de limpieza y la cantidad de componentes necesarios en el sistema.

Una bomba sanitaria de doble tornillo proporciona una combinación de transferencia de desplazamiento positivo, control de velocidad amplio, funcionamiento reversible, capacidad de cebado automático y diseño de paso de flujo higiénico. Con cuerpos de bomba y tamaños de tornillo configurables, la SLGP se puede incorporar en sistemas de producción de líquidos orales que manejan diferentes requisitos de viscosidad y proceso.

Para los fabricantes de equipos y procesadores farmacéuticos, la clave es diseñar la bomba como parte de la arquitectura completa de transferencia y limpieza, no simplemente como una máquina independiente. Cuando la bomba, las tuberías, los tanques, el equipo de llenado y la circulación CIP/SIP se consideran en conjunto, el manejo de líquidos orales de alta viscosidad puede convertirse en una parte más manejable del sistema general de producción farmacéutica.