Para la producción sin polvo de productos pulverulentos son especialmente interesantes las juntas de marcha en seco, los sistemas de junta asistidos por gas y los conceptos de protección sin contacto de varias etapas. Qué solución es realmente la de menor mantenimiento depende de si solo debe evitarse la emisión visible de polvo, o si existen requisitos adicionales de contención, vacío, sobrepresión, protección antideflagrante, higiene, conformidad GMP o pureza de producto. Por principio se cumple: cuanto menos polvo alcance una superficie de junta, un apoyo o una unidad de accionamiento sensibles, mayor es la vida útil del sistema global.

La solución de menor mantenimiento comienza ya en el diseño del mezclador. Cada travesía de eje evitada supone un punto de fuga y de desgaste potencial menos. En los mezcladores verticales cuyo órgano mezclador se apoya y acciona exclusivamente desde arriba, por ejemplo, se elimina una travesía de eje inferior en contacto con el producto. Con ello se reducen el número de puntos de estanqueidad críticos, el esfuerzo de limpieza y el riesgo de que salga polvo o entren sustancias extrañas en el proceso. Para la junta de eje restante, en muchos casos resulta más robusta una construcción de varias etapas que un único labio de estanqueidad. Una etapa de protección externa, sin contacto, mantiene la mayor parte del polvo alejado de la junta de proceso propiamente dicha. La etapa de estanqueidad interior asume entonces la estanqueidad requerida frente al entorno. Con ello se protegen adicionalmente el apoyo y el accionamiento.

Las juntas de marcha en seco resultan a menudo especialmente adecuadas para productos pulverulentos, porque funcionan sin líquido de barrera. Con ello no existe el riesgo de que un medio líquido como aceite, agua-glicol o fluido térmico pueda entrar en el producto en caso de una fuga interna. Esto es una ventaja importante en alimentos, principios activos farmacéuticos, productos químicos finos de alta pureza y polvos especiales. Las juntas mecánicas de marcha en seco trabajan con materiales de superficie deslizante y de junta secundaria seleccionados de forma específica, para permitir una función de estanqueidad fiable con fricción y generación de calor limitadas. Las juntas de mezclador modernas están disponibles para modos de operación lubricados en húmedo, de marcha en seco y asistidos por barrera de gas.

Sin embargo, en polvos abrasivos o muy finos no es decisivo únicamente el material de las superficies deslizantes. El polvo fino no debe penetrar de forma permanente entre las superficies de la junta, porque allí puede provocar abrasión, un aumento del par motor y desgaste prematuro. Por ello, la junta de proceso de marcha en seco se combina a menudo con una etapa previa exterior. Los discos centrífugos, las geometrías de laberinto o una corriente de gas definida pueden mantener el polvo alejado de la zona de junta crítica y prolongar considerablemente la vida útil. Las juntas de eje especiales para polvos y granulados están diseñadas para medios secos y abrasivos y deben reducir la entrada de polvo sin depender de barreras de aceite lubricante o de grasa.

Los conceptos de junta asistidos por gas son especialmente poco exigentes en mantenimiento cuando en el servicio se dispone de aire comprimido o nitrógeno limpio y fiablemente disponible. Una pequeña cantidad de gas regulada genera en el espacio de la junta una presión de barrera o una corriente de gas definidas. Con ello se controla el sentido del flujo: el polvo no puede desplazarse hacia el apoyo y el accionamiento; con un diseño correcto, además se impide la emisión de polvo al entorno. El nitrógeno resulta especialmente razonable cuando el producto es sensible a la oxidación o a la humedad, o cuando se requiere una inertización por motivos de protección antideflagrante. El aire comprimido es una opción adecuada solo en productos no críticos y, en ese caso, debería ser seco y estar libre de aceite y de partículas.

Una corriente de gas puede desplegar además un efecto de autolimpieza activo. Las partículas que se aproximan a la ranura de estanqueidad son empujadas de nuevo por la corriente de gas hacia el espacio de proceso, o evacuadas mediante una aspiración definida. Con ello disminuye la solicitación abrasiva de la junta. Los sistemas de barrera de gas se emplean, entre otras cosas, para expulsar de la ranura de estanqueidad las partículas que hayan penetrado y prolongar así la vida útil. No obstante, el suministro de gas forma parte del concepto de seguridad y mantenimiento. Son necesarios reguladores de presión, filtros, limitación de caudal, válvulas antirretorno, así como la supervisión de la presión y el consumo. En polvos tóxicos, muy activos o con riesgo de explosión, la cantidad de gas que sale de la junta debe captarse de forma controlada, filtrarse, recircularse o evacuarse de forma segura.

Las juntas de laberinto, de ranura y de disco centrífugo sin contacto son constructivamente muy poco exigentes en mantenimiento, porque entre el eje y la carcasa no existe contacto de fricción directo. Varias ranuras estrechas y desviadas dificultan que las partículas de polvo avancen hacia el apoyo. Los discos centrífugos y las geometrías de laberinto centrífugo aprovechan la rotación del eje para alejar las partículas de la zona de junta crítica. Como estos sistemas funcionan prácticamente sin desgaste, constituyen una excelente primera etapa de protección frente al polvo grueso o abrasivo.

No obstante, como única junta de proceso, las juntas de laberinto o de ranura suelen ser insuficientes cuando se exige una producción sin polvo con un nivel de contención elevado, funcionamiento al vacío, sobrepresión definida o límites de emisión exigentes. Su principal utilidad reside en aliviar la etapa de estanqueidad interior y el apoyo. Por ello resultan especialmente razonables combinadas con juntas mecánicas de marcha en seco, con barrera de gas o lubricadas por gas.

Una barrera de grasa puede aumentar adicionalmente la protección en un entorno muy polvoriento. Un espacio anular relleno de grasa consistente dificulta el paso de partículas abrasivas. Con reengrase automático, la grasa puede renovarse regularmente. Sin embargo, para procesos higiénicos, farmacéuticos o de alta pureza debe evaluarse si la grasa es aceptable como posible fuente de sustancias extrañas. Cuando no es tolerable una posible entrada de lubricante en el producto, los sistemas de marcha en seco o asistidos por gas suelen ser la mejor elección.

Cuando un mezclador debe sellarse adicionalmente frente a depresión, sobrepresión, vapores de disolvente o requisitos de contención elevados, una junta mecánica suele ser la solución más fiable. Sella mediante superficies de estanqueidad ajustadas entre sí con precisión y puede ejecutarse como sistema simple o doble. Una única junta mecánica de marcha en seco puede ser suficiente en polvos secos y diferencias de presión moderadas. En polvos tóxicos o muy activos, funcionamiento al vacío, diferencias de presión más elevadas o requisitos especialmente estrictos de protección frente a emisiones, una ejecución doble ofrece seguridad adicional. Puede operarse con gas de barrera, líquido de barrera o una etapa de contención seca. Las juntas de mezclador dobles, presurizadas con gas, se emplean, por ejemplo, para evitar emisiones a la atmósfera; para procesos de mezclado también se dispone de sistemas de junta de marcha en seco y asistidos por barrera de gas.

Las juntas dobles lubricadas por líquido pueden ofrecer una elevada estanqueidad, así como refrigeración y lubricación de las superficies deslizantes. Sin embargo, no son automáticamente la opción de menor mantenimiento. El sistema de líquido de barrera debe supervisarse en cuanto a presión, temperatura, nivel, pureza y posible fuga. En procesos secos sin polvo, las juntas secas o asistidas por gas suelen ser más sencillas, siempre que la diferencia de presión, la velocidad de giro, la temperatura y el movimiento del eje lo permitan.

También las juntas de labio o de manguito de PTFE pueden ser adecuadas para aplicaciones secas sencillas. Son compactas, económicas y químicamente resistentes. Su desventaja radica en el desgaste por contacto inherente al principio. Con velocidad de giro elevada, polvos finos abrasivos, ciclos frecuentes de arranque y parada o requisitos elevados de ausencia de emisiones, por ello, no suelen ser la primera elección. No obstante, pueden ser razonables como junta de protección adicional detrás de un laberinto o como solución sencilla para aplicaciones menos críticas.

La selección de una junta de eje de bajo mantenimiento comienza con una definición clara del objetivo de contención. Debe determinarse si basta con una protección frente a la emisión visible de polvo, o si deben respetarse límites de exposición, principios activos muy activos, ATEX, inertización, vacío o condiciones estériles. A continuación se evalúan las condiciones de proceso: la presión y el vacío, la temperatura, la velocidad de giro, la concentricidad del eje, el movimiento axial del eje, la frecuencia de arranque y parada, el procedimiento de limpieza y los posibles depósitos de producto influyen notablemente en la selección de la junta. Igualmente deben tenerse en cuenta el tamaño de partícula, la abrasividad, la cohesión, la higroscopicidad, la carga electrostática, la adherencia, la proporción de disolvente y la toxicidad.

En procesos farmacéuticos y alimentarios se añaden además requisitos de diseño higiénico, limpiabilidad, construcción con pocos espacios muertos y conformidad de materiales. Las barreras de grasa o aceite solo son razonables cuando una posible entrada puede dominarse y es aceptable en el marco de la seguridad del producto. Para las barreras de gas deben supervisarse la presión, el consumo de gas, la temperatura de la junta y, en su caso, la presión diferencial. Esta instrumentación aumenta ciertamente el esfuerzo de diseño inicial, pero a menudo evita paradas no planificadas, fallos de apoyo y pérdidas de producto.