Tipos de filtros a presión para la separación sólido – líquido en el sector farmacéutico

Muchos procesos de fabricación en la industria química y farmacéutica involucran reacciones entre reactivos en fase sólida y líquida para producir una suspensión.

Por lo general, esta suspensión debe separarse en sus componentes: el líquido (es decir, el licor madre) y el sólido. El material valioso puede estar en la fase líquida, en la fase sólida o en ambas. El componente que se desea recuperar determina el tipo de método de separación y equipo utilizado.

Por ejemplo, si el producto deseado es el líquido, se eliminan los sólidos como desecho para obtener un líquido limpio; si el producto deseado es el sólido, la recuperación de partículas pequeñas aumenta el rendimiento del producto.

El proceso de separación puede realizarse mediante una variedad de instrumentos, pero el método más adecuado dependerá de las propiedades de la mezcla.

Para lograr esta separación de manera eficiente y precisa, se utilizan una variedad de tecnologías y equipos especializados. En este artículo, exploraremos tres tipos de filtros a presión en la industria farmacéutica que desempeñan un papel esencial en este proceso:

• Los filtros prensa que aplican presión positiva.
• Los filtros de vacío que operan bajo presión negativa.
• Los filtros clarificadores.

Los filtros prensa y los filtros de vacío se utilizan en situaciones en las que se necesita separar sólidos de líquidos en pulpas que pueden variar significativamente en su contenido de sólidos, que puede ir desde un modesto diez por ciento hasta niveles más elevados, como cincuenta o incluso setenta por ciento. El objetivo principal es eliminar el exceso de líquido de los sólidos, aumentando así el contenido de sólidos o reduciendo la humedad para cumplir con los estándares de calidad necesarios.

Por otro lado, los filtros clarificadores se emplean en situaciones donde el contenido de sólidos en suspensión es mínimo, generalmente alrededor del uno por ciento. Su función principal radica en llevar estos líquidos a una claridad de filtrado excepcional, reduciendo los sólidos en suspensión a niveles casi imperceptibles, expresados en términos de partes por millón (ppm).

A lo largo de este artículo, exploraremos en detalle cada uno de estos tipos de filtros a presión farmacéuticos y su importancia en la industria de la química fina.

¿En qué consiste el método de separación Sólido-Líquido en la industria farmacéutica?

Como su nombre indica, la separación sólido-líquido es un método para separar sólidos y líquidos de una mezcla, de modo que estén disponibles como componentes individuales, lo cual es crucial cuando solo se necesita una de las fases. La fase no requerida se convierte en un subproducto o residuo del experimento, y ambas fases permanecen aisladas entre sí.

Este es un proceso común en la industria farmacéutica, ya que las materias primas deben ser puras y libres de contaminación para garantizar que sean seguras para su uso previsto.

El proceso se lleva a cabo en varias etapas, que incluyen pretratamiento, concentración, separación y pos-tratamiento, con etapas opcionales según las mezclas que requieran separación.

Algunos procesos pueden requerir la adición de un proceso de secado como una característica adicional, y esto puede llevarse a cabo en un equipo separado o, si la configuración lo permite, en combinación con instrumentos existentes.

CONTENIDO ÚTIL – Selección de Equipos de Filtración en la Producción Farmacéutica: Claves para la Eficiencia

Importancia de la separación sólido-líquido en la producción farmacéutica

La separación sólido-líquido es una parte crítica de la producción en la industria farmacéutica, ya que garantiza que los ingredientes activos estén purificados, libres de contaminantes y seguros para su uso.

Cualquier contaminación en una mezcla aumenta los riesgos para los operarios durante la producción farmacéutica y en su aplicación prevista.

También es una etapa crucial en el aseguramiento de la calidad, ya que un producto farmacéutico debe tener una apariencia y composición consistentes.

Otros beneficios de la separación sólido-líquido incluyen:

• Mejora de la eficiencia en el lavado y aislamiento de sólidos en procesos de síntesis complejos.
• Mejora de las medidas de seguridad.
• Aislamiento de ingredientes activos.
• Cumplimiento de regulaciones.

Dónde utilizar la filtración de sólido-líquidos en el Proceso Farmacéutico

La filtración y separación de sólidos-líquidos son requisitos indispensables en múltiples etapas de la producción farmacéutica. Algunas de las aplicaciones donde se emplea la filtración de líquidos incluyen:

• Clarificación y prefiltración para la eliminación de impurezas sólidas, polvos no disueltos y partículas, asegurando así la calidad del producto final y protegiendo el equipo en etapas posteriores del proceso.
• Filtración de solventes en la producción de Ingredientes Farmacéuticos Activos (APIs, por sus siglas en inglés).
• Formulación y mezcla de polvos de diversas sustancias combinadas, incluyendo el principio activo, para producir el compuesto médico final.
• Reducción de la carga biológica para minimizar la presencia de partículas o bacterias en la etapa final de filtración esterilizante.
• Filtración estéril del producto final.
• Agua estéril para inyección, utilizada para diluir y disolver medicamentos.

Esta lista no es exhaustiva, ya que existen numerosos procesos en la fabricación farmacéutica que requieren una filtración cuidadosa y completa de sólidos-líquidos. Por esta razón, es crucial comprender los tipos de sistemas de filtración y filtros que se utilizan comúnmente en la industria.

Filtros a presión para la separación sólido-líquido en la industria farmacéutica

Los filtros a presión son dispositivos ampliamente utilizados en la industria para llevar a cabo la separación sólido-líquido de manera eficiente y efectiva. Su aplicación y funcionamiento son fundamentales en diversos procesos industriales, incluida la industria farmacéutica. A continuación, profundizaremos en la aplicación y funcionamiento de los filtros a presión en la separación sólido-líquido:

Aplicación en la industria farmacéutica

En la industria farmacéutica, la pureza y la calidad son esenciales para garantizar la seguridad y la eficacia de los productos. Los filtros a presión se utilizan en numerosas aplicaciones, como la purificación de ingredientes farmacéuticos activos (API), la eliminación de impurezas y la concentración de suspensiones farmacéuticas.

Por ejemplo, en la producción de medicamentos, es común que se generen suspensiones que contienen tanto sólidos como líquidos. Los filtros a presión permiten separar de manera efectiva estos componentes, asegurando que los ingredientes activos sean de la más alta calidad y pureza.

Funcionamiento de los filtros a presión:

Los filtros a presión funcionan utilizando una combinación de presión mecánica y filtración. El proceso implica las siguientes etapas:

• Alimentación: La mezcla sólido-líquido se introduce en el filtro a presión a través de una bomba o gravedad, dependiendo de la configuración del sistema.
• Filtración: Una vez que la mezcla ingresa al filtro a presión, se distribuye uniformemente en las cámaras formadas entre las placas del filtro. Estas placas están cubiertas con una tela filtrante que permite que el líquido pase a través de ella mientras retiene los sólidos.
• Aplicación de presión: Después de que las cámaras del filtro se llenan, se aplica presión mecánica al sistema. Esta presión comprime las tortas de sólidos y obliga al líquido a pasar a través de la tela filtrante, separando así los sólidos del líquido.
• Lavado: En algunos casos, se realiza un proceso de lavado adicional para asegurar que se retiren los sólidos no deseados del filtro a presión. Esto se logra mediante la introducción de un líquido de lavado en las cámaras del filtro.
• Descarga de tortas: Una vez que se ha completado el proceso de filtración y, si es necesario, el de lavado, las tortas de sólidos se descargan automáticamente del filtro a presión. Esto se logra separando las placas y permitiendo que las tortas caigan o se retiren con la ayuda de un dispositivo de descarga.
• Repetición del ciclo: El proceso de filtración en un filtro a presión es cíclico y se repite para cada lote de mezcla sólido-líquido a procesar.

Los filtros a presión son equipos versátiles y fundamentales en la industria farmacéutica, ya que permiten la separación sólido-líquido de manera eficiente y cumplen con los estándares de calidad y pureza requeridos para la producción de medicamentos y otros productos farmacéuticos de alta calidad. Su funcionamiento se basa en la aplicación de presión para forzar la separación de sólidos y líquidos a través de una tela filtrante.

Filtros automáticos a presión tipo torre

Se denominan «filtros automáticos a presión» debido a que su operación y descarga son completamente automatizadas, no requiriendo ningún tipo de intervención manual.

Sin embargo, su diseño implica un arreglo vertical con placas horizontales. En este tipo de filtros, una vez que se ha completado la separación entre sólidos y líquidos, la descarga de las tortas se realiza de manera automática mediante una tela filtrante que recorre en zigzag todas las placas.

En este proceso, la descarga de las tortas se efectúa tanto en el lado izquierdo como en el lado derecho del filtro prensa. Por ejemplo, la torta que se encuentra sobre la tela se descarga hacia el lado izquierdo, y la siguiente placa arriba se descarga hacia el lado derecho, y así sucesivamente.

Este arreglo de filtro automático a presión resulta altamente conveniente, ya que la tela filtrante no solo actúa como medio de filtración sino también como medio de descarga, asegurando que todas las tortas se eliminen por completo de las placas.

En esta tecnología, la filtración ocurre en ambos lados de la tela. Esto significa que, si un ciclo de filtración tiene lugar en un lado, en el ciclo siguiente, dado que la tela se desplaza de un lado al otro, se encuentra en una posición que le permite filtrar en el lado opuesto.

Esta filtración en ambos lados de la tela garantiza una vida útil más prolongada para la tela.

En comparación con los filtros prensa convencionales, que tienen disposiciones horizontales con placas verticales, estos últimos solo pueden realizar la filtración desde un solo lado de la tela debido a que las telas están ubicadas de manera individual en cada placa y no están interconectadas. Esto dificulta el lavado eficiente de la tela en los filtros convencionales.

En cambio, los filtros automáticos de presión PF de Metso permiten la filtración y el lavado de la tela por ambos lados mediante chorros a alta presión. Este sistema de lavado también es una ventaja que prolonga la vida útil de la tela y, por lo tanto, reduce los costos de repuestos.

En los filtros prensa tradicionales, las telas están suspendidas dentro de las placas, lo que dificulta su extracción tal y como puede observarse en la imagen. Además, el lavado de penetración siempre se produce de un lado hacia el otro lado, lo que hace que el lavado de las telas sea ineficiente.

En términos de durabilidad de las telas, para una misma aplicación, los filtros prensa convencionales requieren el reemplazo de las telas cada dos o tres mil ciclos, mientras que con los filtros de presión automáticos PF, el ciclo puede extenderse entre seis mil y ocho mil ciclos. Esto representa una gran ventaja en términos de economía y la necesidad de reemplazar las telas.

El cambio de este tipo de tela en los filtros de presión automáticos puede llevar entre treinta minutos y una hora, en contraste con el cambio individual de las telas en los filtros convencionales, que puede llevar mucho más tiempo.

Filtros de Vacío: Cómo operan en la deshidratación de pulpas en la industria farmacéutica

Para partículas con tamaños comprendidos entre diez y cien micras, se emplean una variedad de filtros de vacío en la industria farmacéutica, que utilizan una diferencia de presión para su funcionamiento.

Entre estos filtros se incluyen los filtros contras, los filtros de tambor, los filtros de disco convencionales y los filtros horizontales de banda de vacío.

Es importante destacar que el tamaño de las partículas es solo uno de los muchos factores que afectan la eficacia y la sostenibilidad de estos filtros. Si las partículas son más pequeñas que este rango, los filtros no pueden eliminarlas con la misma eficacia y no pueden alcanzar los niveles de humedad requeridos.

En estos casos, se requieren filtros de placas horizontales o filtros a presión para cumplir con los estándares necesarios.

Cuando estos filtros convencionales ya no pueden lograr los niveles de purificación necesarios, se recurre a los filtros de alta presión, también conocidos como filtros tipo UPS (Ultra Presión Selectiva).

Estos sistemas de filtración de última generación son especialmente diseñados para lidiar con partículas extremadamente finas y condiciones de humedad exigentes.

Los filtros de alta presión emplean técnicas avanzadas de separación y una mayor presión diferencial para garantizar una eficacia óptima en la retención de partículas y la obtención de las humedades deseadas.

Su capacidad para manejar tamaños de partículas aún más pequeños y condiciones de operación más rigurosas los convierte en una opción imprescindible cuando se busca la máxima calidad en el proceso de filtración.

Los filtros de banda horizontal al vacío

Los filtros de banda horizontal al vacío son sistemas cerrados capaces de operación continua, utilizados en una amplia variedad de separaciones sólido-líquido, desde operaciones químicas básicas hasta la fabricación de productos farmacéuticos ultrapuros. Estos filtros ofrecen atractivas características, como facilidad de limpieza y la capacidad de gestionar múltiples etapas de lavado con un solo equipo, lo que reduce la necesidad de equipos adicionales. Además, tienen la flexibilidad de operar en modo co-corriente o contra-corriente y pueden incluir funciones de compresión y secado térmico para obtener sólidos más secos.

Los filtros de banda de vacío pueden operar en uno de tres modos según el nivel de vacío requerido:

• Modo a prueba de vapores: Funcionan a presiones atmosféricas con una atmósfera normal.
• Modo a prueba de gases: Operan a presiones atmosféricas con una atmósfera inerte.
• Modo a prueba de presión: Funcionan a presiones elevadas con una atmósfera de aire o inerte.

Los filtros estancos al gas, como el Filtro Larox RT-GT, representan el estándar líder en la separación continua de sólidos y líquidos en materiales humedecidos con solventes en un entorno farmacéutico altamente controlado. Estos sistemas de filtración ofrecen numerosas ventajas cruciales para la industria farmacéutica:

1. Alta Disponibilidad del Producto: El Filtro Larox RT-GT asegura una disponibilidad excepcionalmente alta del producto farmacéutico, minimizando tiempos de inactividad y optimizando la producción.
2. Mantenimiento Eficiente y Costos de Operación Bajos: Requiere un mantenimiento mínimo, lo que se traduce en costos operativos reducidos, lo que es esencial en la búsqueda de la eficiencia económica en la producción farmacéutica.
3. Vida Útil Prolongada de la Tela: Este filtro implementa un sistema de lavado continuo de la tela y utiliza una tecnología de alineamiento patentada para garantizar una larga vida útil de la tela filtrante, lo que contribuye a la calidad y eficacia del proceso.
4. Construcción Robusta y Selección de Materiales: Gracias a su diseño resistente y la variedad de materiales de alta calidad disponibles, el Filtro Larox RT-GT asegura la integridad estructural y funcional del filtro a lo largo del tiempo, cumpliendo con los estándares farmacéuticos más exigentes.
5. Automatización Completa: Este sistema permite la operación completamente automática, no limitándose a la automatización de funciones, lo que elimina la necesidad de una supervisión constante y permite una producción farmacéutica más eficiente y segura.

Los filtros estancos al gas, como el Filtro de banda de vacío Larox RT-GT, representan una solución esencial para la industria farmacéutica al proporcionar un rendimiento óptimo, reducir costos operativos y mantener altos estándares de calidad y seguridad en la producción de productos farmacéuticos.

Filtros Clarificadores para mejorar la pureza en la filtración de líquidos farmacéuticos

La filtración desempeña un papel crítico en la industria farmacéutica y química, siendo esencial en el proceso de purificación. Este proceso, de gran relevancia en la química fina y la fabricación de productos farmacéuticos, influye directamente en la separación efectiva de contaminantes y en la estabilización y pureza del producto final. El filtro clarificador, especialmente aquellos que incorporan el probado concepto de medios duales, se integra perfectamente en el proceso de extracción por solventes y electroobtención. Está diseñado para la eliminación y recuperación de compuestos orgánicos y sólidos en flujos de alimentación pequeños, particularmente en los procesos químicos relacionados con baterías.

Los filtros de medios duales (DM) de Metso poseen un diseño modular que permite una fácil expansión incluso para flujos de proceso más grandes, y pueden ser utilizados tanto como filtros de electrólito tradicionales en los procesos de extracción como para la purificación del flujo de alimentación previo a la cristalización.

Nuestra guía de aplicaciones para la filtración en la industria farmacéutica garantiza la separación efectiva de contaminantes y la obtención de productos finales de alta calidad. Conoce las nuevas tecnologías para cumplir con las estrictas regulaciones, eficiencia y ahorro de costos. Aquí te presentamos tecnologías de filtración farmacéuticas escalables que se adaptan a tus necesidades cambiantes.

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