¿Qué posibilidades de mezcla por encargo o de ensayo ofrecen los centros de ensayos en Alemania para polvos alimentarios y no alimentarios?
Los centros de ensayos son centros técnicos de pruebas en escala semiindustrial y constituyen en Alemania la interfaz central entre los ensayos de laboratorio y la producción industrial en serie de polvos food y non-food. Ofrecen prestaciones de mezclado por encargo y de ensayo con las que las formulaciones, los procesos y los productos se desarrollan, se comprueban y se aseguran para el escalado en condiciones cercanas a la práctica.
Tareas y utilidad de los centros de ensayos
Los centros de ensayos sirven de eslabón entre el desarrollo orientado al producto y la fabricación industrial. Sus tareas más importantes son la comprobación de la viabilidad, el desarrollo del procedimiento, la optimización del proceso y el respaldo del escalado.
Permiten determinar y adaptar parámetros como el tiempo de mezclado, la velocidad de giro, el grado de llenado y la aportación de energía para el paso del laboratorio a la escala de producción. Al mismo tiempo, las empresas pueden externalizar pasos de producción sin tener que invertir ellas mismas en instalaciones, por ejemplo para lotes piloto, lanzamientos al mercado, cargas punta o procedimientos especiales.
El acceso a un centro de ensayos reduce los riesgos de inversión y de arranque, acorta los tiempos de desarrollo e impide que las series de ensayos bloqueen las propias líneas de producción.
Prestaciones típicas
Estudios de viabilidad y desarrollo de formulaciones
Se comprueba si distintos materiales a granel son mezclables, por ejemplo los polvos cohesivos, de libre fluidez o higroscópicos. Para ello se fijan parámetros de proceso como el tiempo de mezclado, la velocidad de giro, la geometría de la herramienta, el grado de llenado y el orden de los componentes, y se evalúan la calidad de mezcla y la tendencia a la segregación.
Ensayos de escalado ascendente y descendente
Las formulaciones de laboratorio se comprueban en instalaciones semiindustriales y se transfieren a escalas mayores. Para ello se utilizan mezcladores geométricamente semejantes y se recurre a números adimensionales y a teorías de semejanza, para adaptar a escala la velocidad de giro, la aportación de energía y el tiempo de mezclado.
Procesos de ingeniería para polvos
Los procesos típicos comprenden el mezclado en seco, el mezclado en húmedo, la granulación, el recubrimiento, la aglomeración por pulverización, los procedimientos de lecho fluido, el mezclado en vacío, el secado por contacto en vacío, el mezclado inertizado, así como el tamizado, la clasificación, la molienda y la compactación.
Tecnologías de mezclado disponibles
Para realizar las tareas de mezclado por encargo y de ensayo, en los centros de ensayos se dispone habitualmente de distintos sistemas de mezclado. Entre ellos figuran los mezcladores por lotes, como los mezcladores de arados, de caída libre, de tambor, cónicos o verticales, así como los sistemas de mezclado continuos para caudales elevados.
De forma complementaria se emplean mezcladores intensivos para disolver los aglomerados y procedimientos de mezclado suaves para los productos sensibles. Así puede elegirse el tipo de mezclador adecuado para la formulación correspondiente y para la posterior escala de producción.
Acompañamiento analítico
La calidad de los procesos de mezclado se asegura con frecuencia mediante una analítica amplia. A ella pertenecen el análisis granulométrico, las propiedades a granel y de flujo, la analítica de humedad y de secado, así como las comprobaciones de la calidad de mezcla y de la homogeneidad.
En el ámbito food se añaden además los estudios microbiológicos y sensoriales. En el ámbito non-food ocupan el primer plano más bien las comprobaciones químicas, físicas o de técnica de seguridad.
Condiciones marco higiénicas y de técnica de seguridad
Para los polvos food rigen exigencias higiénicas y regulatorias más elevadas. A ellas pertenecen un diseño conforme a EHEDG, unas superficies conformes a la higiene, una buena limpiabilidad, unos materiales conformes con la FDA, así como HACCP y con frecuencia las exigencias IFS o BRC.
En los polvos non-food ocupan el primer plano la protección contra el desgaste, la resistencia química y la protección contra explosiones. Según la aplicación se añaden conceptos ATEX, la inertización, la puesta a tierra, la desempolvación o las soluciones de contención.
Conclusión
Los centros de ensayos en Alemania permiten a las empresas de los sectores food y non-food desarrollar, probar y llevar hasta la madurez de producción nuevos productos y procedimientos en polvo con un riesgo reducido, una elevada densidad de datos y en condiciones cercanas a la realidad.
El centro de ensayos de amixon®: ensayos, escalado y optimización de procesos con el producto original
35 instalaciones de prueba solo en Paderborn
En la sede central de Paderborn, amixon® opera un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños constructivos. Con ellas se pueden reproducir procesos de forma realista desde la escala pequeña hasta la instalación piloto, de modo que también con cantidades limitadas de producto se obtienen conclusiones fiables para la escala de producción. Además, en todo el mundo hay centros de ensayos disponibles en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y los Estados Unidos.
Condiciones reales en lugar de valores sobre el papel
Se investigan tanto procesos de mezclado como mezclar, homogeneizar, granular, aglomerar, humectar y recubrir, como procesos de secado y de reacción, por ejemplo el secado al vacío, los procesos térmicos y las síntesis. Los ensayos se realizan con el producto original, en el rango previsto de temperatura y de presión, con grados de llenado y tamaños de lote reales, así como con la aportación de energía prevista.
Se evalúan la calidad de mezcla, la protección del producto, la aportación de energía, la limpiabilidad y la reproducibilidad en el posterior funcionamiento en serie. Con ello no solo se confirman los valores de laboratorio, sino que se anticipan en la medida de lo posible las condiciones de proceso reales de la producción posterior.
Realización conjunta, evaluación y documentación
Los ensayos se llevan a cabo, se evalúan y se documentan junto con los expertos de amixon®. El objetivo es seleccionar el aparato óptimo y los parámetros de proceso adecuados para la aplicación concreta, incluidos el desarrollo de la formulación y la optimización del proceso.
El resultado es una base de decisión fiable antes de la inversión. Se confirman los parámetros de proceso en condiciones reales, se aseguran la calidad del producto y la rentabilidad, y los riesgos técnicos y económicos se reducen notablemente.
Transición sin discontinuidades a la producción
Como los mezcladores de ensayo y de producción trabajan con el mismo principio de mezclado y amixon® dispone de una retícula de tamaños finamente graduada, los parámetros del centro de ensayos se transfieren muy bien a la máquina de destino. Eso resulta especialmente valioso porque amixon® puede respaldar adicionalmente los cálculos de escalado con instalaciones de prueba de 3 m³ y representar así de forma cercana a la práctica también los lotes mayores.
También después de la puesta en marcha, amixon® presta apoyo en los cambios de producto, en los temas de escalado, en la ingeniería de procesos, en el desarrollo de producto y en la optimización del proceso.
La fabricación en Paderborn como fundamento de la calidad
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. Esta soberanía de fabricación asegura al mismo tiempo el suministro a largo plazo, ya que cada componente puede volver a fabricarse de forma reproducible incluso décadas después.
Aunque los centros de ensayos de amixon® no son mezcladoras por encargo, amixon® presta apoyo en caso necesario para salvar plazos de entrega o cuellos de botella con mezcladores de prueba adecuados del centro de ensayos.
Servicio a lo largo de todo el ciclo de vida
Tras la puesta en marcha, amixon® permanece al lado del explotador. Las inspecciones periódicas y el mantenimiento preventivo aseguran la disponibilidad, si se desea complementados con mantenimiento predictivo. Determinadas piezas de desgaste se suministran ya con la primera entrega, la mayoría de los repuestos se almacenan en la sede de Paderborn y muchos otros en los puntos de servicio de Japón y los Estados Unidos. Así sigue siendo posible un servicio de repuestos de por vida, incluso cuando los proveedores originales dejan de existir.
Muchas máquinas de amixon® llevan más de 30 años en servicio diario, algunas incluso más de 40 años. La modernización y el reequipamiento las mantienen al nivel del estado de la técnica.