¿Existen mezcladores de contenedor COM acoplables directamente a bidones o IBC?
Sí. Existen mezcladores de contenedores que presentan grandes aberturas y se pueden acoplar directamente a recipientes normalizados de transporte y almacenamiento, como bidones (por ejemplo bidones de acero o de plástico de 200 l) o IBC. En este caso el propio recipiente se utiliza como cámara de mezclado, de modo que no es necesario ningún trasvase a un recipiente de mezclado independiente.
En principio se han impuesto dos variantes:
- La herramienta de mezclado se introduce en el bidón o en el contenedor, homogeneiza el producto y a continuación vuelve a salir (habitualmente hasta tamaños de aprox. 4 m³).
- El bidón se bascula o se voltea unos 180°, de modo que la herramienta de mezclado pueda homogeneizar los productos dentro del recipiente; a continuación el sistema vuelve a girar a la posición inicial.
En ambos casos el producto idealmente mezclado se encuentra directamente en el bidón o en el contenedor.
Realización técnica
Sistemas de sujeción, apriete y alojamiento
Brazos de sujeción especiales, dispositivos de apriete o construcciones de jaula o de bastidor fijan con seguridad el bidón o el IBC al equipo de mezclado. Según el sistema se emplean mordazas hidráulicas, neumáticas o mecánicas que absorben las fuerzas que se producen durante el mezclado (torsión, movimientos de vuelco y de volteo).
Alojamientos con adaptador y modulares
Para las distintas geometrías de recipiente (bidones redondos, IBC cuadrados, alturas diferentes) se emplean placas adaptadoras, cestas de inserción o insertos reductores. Salvan las diferencias dimensionales y aseguran la compatibilidad geométrica con el alojamiento estándar del mezclador.
Cinemática del movimiento
Los principios de mezclado habituales son el mezclado por volteo y el mezclado 3D o la rotación en torno a un eje inclinado. El recipiente se mueve en su conjunto, sin que ninguna herramienta agitadora se introduzca en el producto. Esto permite una mezcla intensa, a menudo con una posición del recipiente optimizada para el vaciado.
Características de seguridad y de equipamiento
Las envolventes de protección cerradas, la vigilancia de las posiciones finales, el control de equilibrado y de desequilibrio así como, opcionalmente, las ejecuciones conformes a ATEX son el estado de la técnica en aplicaciones con polvos combustibles o disolventes.
Ventajas desde la ingeniería de procesos
- Evitación de contaminaciones cruzadas, ya que el producto no abandona el recipiente original.
- Menor trabajo de limpieza, porque no hay recipientes de mezclado estacionarios en contacto con el producto ni órganos agitadores instalados de forma fija que haya que limpiar.
- Manipulación con poco polvo o sin polvo, en particular con polvos tóxicos o que generan mucho polvo, ya que el sistema permanece cerrado durante el mezclado.
- Elevada trazabilidad, ya que cada lote permanece en su recipiente correspondiente.
- Cadena de proceso integrada, porque el mismo recipiente se puede utilizar para el transporte, el almacenamiento, el mezclado y los pasos posteriores de dosificación o envasado.
- Aptitud para productos exigentes, por ejemplo polvos sensibles al polvo, higroscópicos o relevantes para las GMP en los sectores farmacéutico, de química fina y alimentario.
Requisitos y límites
Estabilidad mecánica del recipiente
El bidón o el IBC deben estar dimensionados para las cargas dinámicas del proceso de mezclado (rotación, movimiento de volteo, fuerzas de aceleración). Con los IBC de plástico se requiere una homologación correspondiente del recipiente.
Estanqueidad
Los sistemas de tapa y de aro de apriete deben cerrar de forma estanca al polvo y a los líquidos para evitar fugas durante el movimiento.
Peso total admisible
El peso bruto del recipiente lleno (incluido el adaptador) debe situarse dentro de la capacidad de carga del accionamiento de mezclado y de los dispositivos de elevación y de apriete.
Compatibilidad geométrica
Las dimensiones del recipiente deben encajar en el área de trabajo de los sistemas de alojamiento y de apriete, para asegurar una alineación céntrica y una evolución estable del centro de gravedad.
Grado de llenado
El grado de llenado utilizable se sitúa habitualmente en el 40–70 % del volumen del contenedor, para que quede suficiente volumen libre para la recirculación del producto y, con ello, un efecto de mezclado eficiente.
Sí: así acopla amixon® el mezclador de contenedores COM directamente a recipientes e IBC
amixon® fabrica tres tipos de instalaciones de mezclado con contenedor: (a) el sistema COM, (b) el sistema AM y (c) el sistema EM.
a) COM: el contenedor es la cámara de mezclado
Este concepto se puede realizar hasta tamaños de lote de 4 m³.
En el mezclador de contenedores COM de amixon®, el propio contenedor de material a granel sirve como recipiente de mezclado. El órgano mezclador de cinta helicoidal SinConcave®/SinConvex®-MultiPlane® se introduce en el producto desde arriba, el contenedor se cierra de forma hermética al gas y el proceso de mezclado se realiza directamente en el recipiente. A continuación, el órgano mezclador sale lentamente del producto en marcha inversa; el contenedor se retira y el producto ya mezclado permanece dentro.
Los Mixtainer® de medidas precisas sirven como recipientes de mezclado estándar. Así el recipiente se convierte en recipiente de dosificación, de mezclado, de transporte y de reserva para máquinas envasadoras, extrusoras o el tratamiento de sustancias líquidas: el proceso de mezclado se integra directamente en una logística de producción basada en IBC.
Mezclado de precisión en lugar de volteo
A diferencia de los mezcladores de volteo o de rotación, en los que el recipiente se mueve en su conjunto, el COM trabaja con una herramienta helicoidal que controla el espacio. De ese modo se pueden homogeneizar de forma técnicamente ideal composiciones de componentes con relaciones de masa de hasta 1:100.000, incluso con densidades aparentes y tamaños de partícula muy distintos y con la participación de componentes líquidos o húmedos. Opcionalmente se dispone de rotores de corte y de adición de líquido directamente en la zona de acción de los rotores de corte. El flujo total tridimensional (hacia arriba en la periferia, hacia abajo en el centro) alcanza calidades de mezcla elevadas ya con un grado de llenado bajo: en el mezclado sin rotor de corte basta un grado de llenado mínimo de aproximadamente el 15 %, y con el rotor de corte conectado debería ser de al menos el 60 %; la cámara de mezclado se puede dimensionar para aplicaciones de la zona ATEX 20.
Producción desacoplada e higiene
Un mezclador de contenedores favorece una fabricación por encargo desacoplada: el pesaje, el mezclado y el envasado se realizan en áreas separadas. Mientras en una zona se prepara o se limpia, la producción continúa en otras zonas, lo que supone una clara ganancia de capacidad cuando las formulaciones cambian con frecuencia. Para la limpieza húmeda automática y el secado de la herramienta de mezclado se puede acoplar un Washtainer®. Si se desea, las instalaciones cumplen los estándares EHEDG, FDA y 3-A Sanitary; los tamaños habituales se sitúan entre unos 100 y 4.000 litros.
b) Excurso: mezclador cónico AM 1500 con llenado y vaciado por contenedor
Este sistema trabaja con contenedores de material a granel estándar de bajo coste. Debido a las pequeñas bocas de llenado y de vaciado, el sistema trabaja prácticamente sin polvo.
El mezclador cónico de amixon® del tamaño AM 1500 utiliza contenedores de material a granel estándar para el llenado y el vaciado. Con ello se pueden desacoplar en el tiempo y en el espacio los pasos de proceso siguientes:
- Carga y pesaje de las materias primas en el contenedor estándar de bajo coste (IBC)
- Mezclado en el mezclador cónico
- Vaciado en el mismo contenedor estándar o en otro
- Limpieza del mezclador, de los contenedores y de la máquina envasadora
De ese modo la carga puede realizarse, por ejemplo, mientras el mezclador se está limpiando, y el envasado puede estar en marcha mientras el mezclador procesa ya el siguiente pedido. Los tiempos de espera se minimizan y el rendimiento de la instalación aumenta.
Cuando la altura del recinto es limitada, el AM 1500 se guía por la pared mediante un sistema de elevación y descenso: el mezclador baja para el llenado, el contenedor se coloca arriba sobre la boca de carga, el producto entra, la válvula cierra y el proceso de mezclado comienza. Después del mezclado, el aparato vuelve a subir, se posiciona abajo un contenedor vacío, la válvula de descarga se abre y el material a granel sale de forma casi total. Como alternativa se puede vaciar en big-bags, en sacos o en una máquina envasadora desplazable sobre carriles. Las grandes puertas de inspección permiten una limpieza ergonómica; los regímenes de limpieza en seco y en húmedo se pueden ejecutar en pocos minutos.
Los contenedores de material a granel estándar son económicos en comparación con los contenedores especiales de los mezcladores de contenedores clásicos y se pueden tener en stock en mayor número. Así se evita que la disponibilidad de contenedores se convierta en el cuello de botella de la planificación de la producción.
c) EM: mezclar directamente en el bidón normalizado
Para lotes pequeños en bidón normalizado, amixon® ofrece el mezclador de un solo eje EM con volúmenes útiles de aproximadamente 5 a 200 litros. La cámara de mezclado gira para el llenado y el vaciado; como infraestructura basta con una transpaleta manual, una báscula y bidones estándar. El concepto es adecuado para producciones pequeñas, premezclas y encargos de mezclado just-in-time.
Qué combinación de COM, mezclador cónico AM y EM es la solución más económica es algo que amixon® aclara junto con el explotador en ensayos en el centro de ensayos con el producto original.