¿Qué ventajas ofrecen los mezcladores de contenedor (IBC) para tamaños de lote flexibles y cambios de producto rápidos en la mezcla por encargo?
Los mezcladores de contenedores con intermediate bulk containers (IBC) son especialmente adecuados para las empresas de mezclado por encargo con tamaños de lote variables y cambios frecuentes de producto. Combinan ventajas de ingeniería de procesos, logísticas e higiénicas en un sistema modular.
Algunos mezcladores de contenedores trabajan como mezcladores de caída libre. En ellos, el recipiente se gira o se vuelca, de modo que el producto cae y rueda dentro de la cámara de mezclado. Estos sistemas son adecuados sobre todo para polvos y granulados de libre fluidez con una densidad aparente, una distribución granulométrica y unas propiedades de flujo similares. Además existen mezcladores de contenedores con una herramienta de mezclado activa en el recipiente. Se consideran mezcladores de precisión, son de empleo universal y son adecuados también para formulaciones más exigentes.
Una ventaja central consiste en que el propio IBC sirve como recipiente de mezclado. El llenado, el mezclado, el almacenamiento intermedio, el transporte y el vaciado se realizan en el mismo recipiente. Los trasvases clásicos se suprimen. La flexibilidad aumenta, los cambios de producto se aceleran y los distintos tamaños de lote se pueden procesar con una calidad constante.
Los sistemas IBC ofrecen una elevada libertad en el tamaño de lote. Mediante contenedores de distintos tamaños –desde los más pequeños hasta varios miles de litros– los tamaños de lote se pueden adaptar con exactitud a la cantidad del pedido sin necesidad de reequipar la estación de mezclado. Los mezcladores de contenedores trabajan habitualmente con grados de llenado de en torno al 40 al 80 por ciento. Si la cantidad del lote se adapta al tamaño del contenedor, el grado de llenado y con él el comportamiento de flujo y de mezclado se mantienen comparables. Los mezcladores estacionarios, en cambio, están optimizados por lo general para un volumen nominal y pierden calidad de mezcla cuando se llenan por debajo de él. Los sistemas IBC evitan esta desventaja.
Los cambios de producto se benefician de los cortos tiempos de preparación y de limpieza. Un cambio se realiza esencialmente sustituyendo el contenedor; la máquina base es relativamente fácil de limpiar. El riesgo de contaminaciones cruzadas disminuye de forma notable. Si es necesario, se puede asignar un IBC propio a cada formulación. Eso hace que estos sistemas resulten especialmente interesantes para los ámbitos con exigencias de higiene elevadas, por ejemplo en la industria alimentaria, farmacéutica, de pinturas o de aditivos.
Desde el punto de vista de la ingeniería de procesos, los mezcladores de contenedores de caída libre trabajan de forma muy suave. La homogeneización se produce por la rotación, el volteo o el vuelco del recipiente completo, por lo general sin elementos internos en el espacio de producto. De ese modo se reducen la solicitación de cizalla, la rotura de partículas y la segregación con los materiales a granel sensibles. Mediante velocidades de giro, ángulos de vuelco y tiempos de mezclado definidos se pueden alcanzar resultados reproducibles con desviaciones estándar relativas pretendidas en el rango bajo de un dígito porcentual. El sistema cerrado reduce las emisiones de polvo y protege frente a la exposición a polvos críticos.
Desde el punto de vista logístico, los mezcladores de contenedores IBC permiten un funcionamiento en paralelo. Los procesos de llenado, mezclado, limpieza y vaciado se pueden desacoplar en el tiempo. Mientras se mezcla un lote, se puede llenar un segundo contenedor y limpiar un tercero. La estación de mezclado se convierte así en la unidad central de procesamiento con un elevado grado de utilización. Al mismo tiempo, el IBC funciona como recipiente de almacenamiento, de mezclado y de dosificación, de modo que se suprimen los trasvases entre los recipientes de preparación y de mezclado. Eso ahorra tiempo, reduce las pérdidas y disminuye la generación de polvo.
La trazabilidad se puede organizar bien. Cada contenedor se puede dotar de una identificación de lote y es así rastreable a lo largo de todo el proceso. Esto apoya la documentación conforme a las GMP y los audit trails en la fabricación por encargo. El trabajo de limpieza se concentra en el recipiente y en unas pocas interfaces, en lugar de en geometrías de mezclado estacionarias complejas. Con ello disminuyen el consumo de medios de limpieza y de agua así como el tiempo de trabajo.
Desde el punto de vista de la seguridad laboral y de la protección del medio ambiente, el sistema cerrado minimiza la exposición del personal al polvo. Se reduce la contaminación atmosférica del entorno, de modo que se pueden procesar en paralelo productos distintos en una misma nave sin que se influyan mutuamente.
El mezclador de contenedores COM de amixon®: mezclar directamente en el recipiente, sin trasvase
amixon® ofrece dos sistemas distintos de mezclado con contenedor como mezcladores de precisión para calidades de mezcla ideales:
- el sistema COM con contenedores abiertos de material a granel (Mixtainer®)
- un sistema en el que se emplean IBC estándar como recipiente de mezclado
La base de ambos sistemas son los órganos mezcladores helicoidales verticales de amixon®, concebidos para una recirculación forzada tridimensional y una homogeneidad reproducible.
En el COM, el propio contenedor de material a granel sirve como cámara de mezclado. El órgano mezclador de cinta helicoidal SinConcave®/SinConvex®-MultiPlane® (sistema de mezclado helicoidal) se introduce en el producto desde arriba y el contenedor se cierra con una tapa, si se desea también con manipulación automática de la tapa. A continuación, el órgano mezclador helicoidal mezcla en el recipiente cerrado herméticamente al gas y se «desatornilla» lentamente en marcha inversa. El contenedor con el producto ya mezclado se puede retirar directamente. Los Mixtainer® fabricados a medida son el recipiente estándar. También se pueden realizar instalaciones basadas en IBC estándar. El recipiente funciona como recipiente de dosificación, de mezclado, de transporte y de reserva para máquinas envasadoras, extrusoras o procesos con líquidos.
A diferencia de los mezcladores de volteo o de rotación pura, el sistema COM trabaja con un órgano mezclador helicoidal en movimiento dinámico que controla el espacio. Sólo con esta geometría de órgano mezclador se pueden homogeneizar de forma técnicamente ideal relaciones de componentes de hasta aproximadamente 1:100.000, también con densidades aparentes y tamaños de partícula muy distintos y con la participación de componentes líquidos o húmedos. El flujo total tridimensional –hacia arriba en la periferia y hacia abajo en el centro– genera las máximas calidades de mezcla ya con un grado de llenado bajo. Opcionalmente se dispone de un rotor de corte con adición de líquido que combina en su zona de acción la desaglomeración y la humectación. La cámara de mezclado está dimensionada para la zona ATEX 20.
Los mezcladores de contenedores de amixon® están concebidos de forma coherente para una producción desacoplada. El pesaje, el mezclado y el envasado tienen lugar en salas separadas. Mientras en un área se prepara o se limpia, en otra continúa la producción. Para la limpieza húmeda automática y el secado de la herramienta de mezclado se puede acoplar un Washtainer®. Los tamaños abarcan desde unos 100 hasta 4.000 litros de volumen de lote. Si se desea, se realizan también ejecuciones conformes a EHEDG, FDA y 3-A.
El dimensionado y la integración se realizan de forma específica para cada proyecto. La logística de los recipientes, la manipulación de las tapas y la periferia se construyen a partir de las URS del explotador: cada aparato es una pieza única. Los parámetros de mezclado y de limpieza para formulaciones concretas se verifican y se documentan en el centro de ensayos de amixon® con el producto original.
La base constructiva es el diseño higiénico de amixon®. La cámara de mezclado y el órgano mezclador helicoidal están soldados sin juntas y rectificados. El órgano mezclador está apoyado exclusivamente en la parte superior, de modo que desaparece el paso inferior del eje, crítico para la contaminación. Los órganos de descarga sin espacios muertos y las lanzas de lavado integradas permiten una limpieza en seco y en húmedo validable conforme a las directrices EHEDG, a las directrices de higiene de la FDA y a las 3-A Sanitary Standards.