¿Qué conceptos de junta son adecuados simultáneamente para aplicaciones higiénicas y estancas al polvo?
Para las aplicaciones que deben cumplir al mismo tiempo exigencias higiénicas (por ejemplo conforme a EHEDG, FDA o los 3-A Sanitary Standards) y una elevada protección frente al polvo (típicamente IP6X hasta IP69K) se dispone de varios conceptos de junta. La elección se rige sobre todo por el procedimiento de limpieza (CIP/SIP, washdown), la resistencia a los medios, el rango de temperatura, el tipo de movimiento (estático/dinámico) y la solicitación mecánica.
Conceptos de junta adecuados
Juntas tóricas estáticas con geometría de ranura higiénica
Unas posiciones de montaje sin espacios muertos y con una compresión definida impiden los depósitos, la formación de gérmenes y la colonización microbiana. En combinación con unas transiciones sin rendijas se impide de forma fiable la penetración de polvos finos. Una ejecución montada a ras y sin socavaduras asegura que los medios de limpieza alcancen todas las superficies y que no queden restos de polvo ni de producto.
Retenes radiales de eje con labio antipolvo adicional
Los conceptos de doble labio con un labio primario cargado por resorte y un labio secundario que trabaja en seco protegen los ejes rotativos tanto frente a la salida de medios como frente a la entrada de polvo. Para las aplicaciones higiénicas se requieren materiales conformes con la FDA y superficies de rodadura mecanizadas finamente con una rugosidad superficial Ra ≤ 0,8 µm, para reducir las adherencias y asegurar una limpieza fiable.
Juntas de anillo deslizante en ejecución higiénica
Para los procesos dinámicos con exigencias elevadas de pureza resultan adecuadas las juntas de anillo deslizante con superficies de cierre pulidas, con juntas secundarias sin elastómeros o basadas en PTFE y con cámaras de junta enjuagables. Combinan una elevada seguridad de proceso con la estanqueidad al polvo, ya que las holguras de cierre pueden ejecutarse definidas, bien limpiables y libres de zonas inertes.
Juntas de membrana y fuelles
Estos conceptos permiten una separación absolutamente hermética entre el espacio de proceso y el entorno sin el par de fricción clásico. Resultan especialmente adecuados para los procesos asépticos con una exigencia simultánea de funcionamiento libre de partículas, ya que no existen vías de fuga para los polvos ni para los microorganismos y las limpiezas CIP/SIP son posibles sin desmontaje.
Juntas perfiladas con limitación metálica de la compresión
Las juntas de forma y de perfil con una pretensión definida y un tope metálico procuran, en las uniones por brida, en los recipientes y en las tuberías, unas transiciones sin rendijas y de superficie lisa. La deformación controlada impide la sobrecompresión y que el elastómero sobresalga hacia el canal de flujo, con lo que se evitan los nichos para los depósitos de polvo y para el crecimiento microbiano.
Juntas inflables para las interfaces que se abren con frecuencia
Las juntas inflables resultan especialmente adecuadas para las compuertas, las puertas y las tapas de recipiente con ciclos de apertura frecuentes o con superficies irregulares. En estado activado se expanden uniformemente mediante aire comprimido y cierran de forma hermética y estanca al polvo las tolerancias y las irregularidades. En estado sin presión se retiran sin contacto, con lo que se minimiza la abrasión mecánica y se reduce la contaminación por partículas.
Conceptos de cierre con aire de bloqueo (air purge)
En los componentes rotativos o en movimiento puede emplearse una junta con aire de bloqueo. Una sobrepresión continua de aire filtrado o de gas inerte en la cámara de junta impide la penetración de partículas de polvo, refrigera las superficies de cierre y favorece la higiene, ya que se genera menos abrasión mecánica y la zona de cierre se enjuaga al mismo tiempo.
Nivel de protección y grados de protección relevantes
- IP6X: estanqueidad total al polvo frente a la penetración de polvo en las zonas críticas.
- IP69K: además resistente a la limpieza con chorro de alta presión y de vapor; especialmente relevante para las instalaciones en las que se combinan una limpieza washdown intensa y procesos con polvo seco.
Los sistemas de junta para las aplicaciones higiénicas y estancas al polvo deberían estar dimensionados de modo que estos grados de protección se cumplan de forma fiable también después de ciclos de limpieza repetidos.
Elección de materiales
Para las aplicaciones que combinan higiene y polvo se emplean preferentemente los siguientes materiales:
- Elastómeros: EPDM, FKM, HNBR, VMQ/silicona en calidades conformes con la FDA, con la USP Class VI o con el Reglamento (CE) 1935/2004.
- Materiales termoplásticos y compuestos: compuestos de PTFE y otros plásticos de elevada resistencia para los medios abrasivos o químicamente agresivos.
Los materiales deben:
- ser químicamente resistentes frente a los medios de limpieza (ácidos, álcalis, desinfectantes),
- dominar con seguridad las temperaturas necesarias para los procesos SIP (esterilización por vapor),
- poseer una elevada resistencia a la abrasión frente a los polvos abrasivos y
- no liberar aditivos críticos que pongan en peligro la higiene del producto.
Principios constructivos básicos para la higiene y la estanqueidad al polvo
Con independencia del tipo de junta rigen las siguientes reglas de construcción:
- Ausencia de espacios muertos: evitación de cavidades, rendijas y socavaduras en las que la velocidad de flujo de los medios de limpieza tiende a cero y pueden acumularse polvo o microorganismos.
- Situaciones de montaje sin rendijas: juntas montadas a ras, sin desplazamiento entre la junta y las superficies circundantes.
- Rugosidad superficial en la zona de cierre Ra ≤ 0,8 µm: una calidad de superficie elevada reduce las adherencias y facilita una limpieza sin residuos.
- Geometrías autovaciantes: evitación de superficies horizontales y de depresiones en las que puedan quedarse los líquidos de limpieza o los restos de producto.
- Limpiabilidad en estado montado (aptitud para CIP/SIP): las juntas y las geometrías adyacentes deben estar configuradas de modo que puedan limpiarse por completo y, en su caso, esterilizarse sin desmontaje.
- Evitación de zonas de contacto metálico sin efecto: las construcciones en las que las superficies metálicas están en contacto sin que exista una junta pueden generar nidos de polvo y sombras de limpieza, y deben evitarse.
Mediante la combinación selectiva de geometrías de junta adecuadas, de materiales certificados y de una ejecución constructiva conforme a la higiene, las exigencias de higiene y de estanqueidad al polvo pueden reunirse de forma fiable en un solo sistema de junta.
Así resuelve amixon® las juntas y los pasos de eje: higiénicos y estancos al polvo a la vez
En los mezcladores de amixon®, la herramienta de mezclado está apoyada y accionada exclusivamente por arriba. Con ello se suprime el paso inferior del eje, que en los mezcladores convencionales constituye con frecuencia el punto de cierre más crítico, porque allí el producto se apoya en la junta bajo la presión del material a granel. Los puntos de cierre situados por encima del nivel del producto están notablemente menos solicitados desde el punto de vista mecánico e higiénico y pueden dominarse mucho mejor.
Las grandes puertas de inspección están fabricadas según el procedimiento Clever-Cut® y cierran de forma permanente sin espacios muertos con la junta OmgaSeal®. La junta se asienta en una ranura con contraforma, sin rendija hacia el espacio de producto. Si se desea, las puertas se ejecutan estancas al vacío o frente a la sobrepresión, de modo que la limpiabilidad higiénica y la estanqueidad al polvo se cumplen con el mismo concepto de cierre.
También los pasos rotativos y las válvulas se dimensionan de forma coherente para la estanqueidad y la limpiabilidad. Los rotores de corte, por ejemplo para desaglomerar o para distribuir sustancias líquidas, trabajan con una junta de anillo deslizante, también en los reactores secadores-mezcladores estancos a la presión y al vacío, que pueden mantener un vacío de hasta 5 mbar abs. Los órganos de salida están ejecutados como bocas normalizadas sin espacios muertos con compuerta de descarga o como válvulas de segmento esférico resistentes al vacío y a la presión.
Otro aspecto constructivo importante es la elevada rigidez de forma de los aparatos de amixon®. Incluso con la carga máxima no se producen desviaciones ni movimientos relativos perceptibles. Eso aumenta la seguridad de funcionamiento de todas las juntas y contribuye de forma esencial a su vida útil especialmente larga.
La ventaja constructiva de este concepto reside en que se necesitan menos puntos de cierre y en que, por ello, surgen menos piezas de desgaste, menos puntos de inspección y en conjunto menores esfuerzos de mantenimiento. amixon® suministra determinadas piezas de desgaste ya con la primera entrega, y la mayoría de los repuestos están en almacén en la sede de Paderborn, con un servicio de repuestos de por vida.
amixon® desarrolla y fabrica exclusivamente en la planta de Paderborn, con un elevado grado de integración de fabricación y con todos los componentes procedentes de Alemania. Como empresa cualificada en soldadura certificada con acreditaciones europeas, japonesas, coreanas y americanas, amixon® construye cada aparato como una pieza única sobre la base de las URS del explotador, y el control de calidad permanece íntegramente en la propia casa.
Para los entornos regulados, amixon® suministra la instalación cualificable y colabora, a petición, en DQ, IQ y OQ. La documentación y la ejecución siguen, a petición, EU-GMP y FDA 21 CFR Part 11. Si se desea, los mezcladores cumplen los estándares pertinentes como EHEDG, las directrices de higiene de la FDA, los 3-A Sanitary Standards, USDA, GMP, ATEX y ASME, y se integran, desde la URS hasta la puesta en marcha, en el concepto de validación del explotador.
Si la formulación concreta proporciona los resultados esperados lo comprueba amixon® previamente en el centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba. Los ensayos con el producto original en condiciones reales se realizan, se evalúan y se documentan conjuntamente y sirven de base de decisión fiable antes de la inversión.