ensayo de mezcla
Una prueba de mezcla puede tener diferentes objetivos. Uno de ellos es, por ejemplo, determinar las calidades de mezcla que se pueden alcanzar en principio con diferentes sistemas de mezcla. Para ello se utiliza una fórmula de referencia definida. Esto permite realizar análisis reproducibles y comparables. El objetivo es comparar de forma objetiva diferentes principios de mezcla.
Las investigaciones pueden ampliarse sistemáticamente. Por ejemplo, se puede variar el grado de llenado. Lo mismo se aplica a la frecuencia de rotación y al tiempo de mezcla. También se puede modificar el grado de humedad del material mezclado. Además, se tienen en cuenta el desgaste de las partículas, la tendencia a la separación y los grados de vaciado residual alcanzables. Para este tipo de series de ensayos se debe disponer de varias mezcladoras de diferentes fabricantes con un tamaño de lote comparable.
En la práctica, el usuario suele realizar una preselección. El objetivo es limitar el número de ensayos necesarios. Los ensayos de mezcla se suelen realizar en el centro técnico del fabricante correspondiente. Para ello se preparan varias recetas exigentes. Es recomendable realizar varios ensayos por receta. De este modo se pueden comparar diferentes modos de funcionamiento.
En primer lugar, se aplica el modo de funcionamiento habitual del usuario. A continuación, se realiza una prueba según las recomendaciones del fabricante de la mezcladora. Otro enfoque sirve para optimizar o confirmar. De esta manera se pueden llevar a cabo optimizaciones. Además, se puede evaluar la solidez del proceso.
En algunos casos, el fabricante de mezcladoras puede ofrecer varias soluciones que parecen ideales. Esto es posible, en particular, en los ensayos realizados en amixon GmbH. Allí se dispone de más de 30 mezcladoras de prueba. En total hay 6 tipos diferentes. Dependiendo de la tarea, se pueden identificar una o dos soluciones adecuadas. Los ensayos muestran rápidamente qué tipo de mezcladora prefiere el usuario.
La evaluación de los resultados se realiza en función de numerosos criterios. A menudo, el fabricante de la máquina no conoce estos criterios en detalle. Además de la calidad de la mezcla, se evalúa la capacidad de vaciado completo y la idoneidad para la limpieza en seco. La facilidad de limpieza mediante procesos húmedos también desempeña un papel importante. Los modernos sistemas de limpieza en húmedo, como los limpiadores de chorro programables, permiten tiempos de limpieza cortos con un bajo consumo de agua. Todos estos aspectos forman parte de una prueba de mezcla completa.
Algunos productos mezclados son especialmente delicados. El muesli es un ejemplo de ello. En tales casos, es aconsejable realizar al menos una prueba en un mezclador a gran escala. Si la producción posterior va a comprender lotes de aproximadamente 3 m³, se debe realizar al menos una prueba en un mezclador con un volumen útil de 2 o 3 m³.
En la decisión también se tienen en cuenta aspectos económicos y ergonómicos. Entre ellos se incluyen el precio de inversión, los costes de mantenimiento y el espacio necesario. La integración en los procesos de producción existentes también es relevante. Dado que la vida útil de una mezcladora amixon® es de más de 30 años, la planificación de la instalación reviste una importancia especial. Amixon puede registrar digitalmente la situación de instalación en las instalaciones del cliente. Sobre esta base, se pueden crear variantes de diseño tridimensionales. De este modo, se pueden simular los flujos de material y los procesos de trabajo. El resultado es un plano de diseño fiable que sirve de base para la decisión de inversión.
FAQ - ensayo de mezcla
Asegurar los ensayos de escalado del centro de ensayos a la producción en la fabricación de alimentos para animales exige una combinación sistemática de caracterización del proceso, análisis de semejanza, diseño estadístico de experimentos, metrología y cualificación formal.
amixon® planifica los ensayos de escalado en el centro de ensayos de modo que los objetivos del operador, unas cantidades de producto realistas y una escala de tamaño adecuada se reúnan pronto. Tiempo de mezclado, velocidad periférica, grado de llenado, adición de líquido y otros parámetros relevantes se varían sistemáticamente y se documentan con el producto original. Una ventaja particular es que amixon® puede asegurar la calidad de mezcla incluso con relaciones de receta muy amplias, hasta 1:100.000 y con un coeficiente de variación de la calidad de mezcla inferior al 5 %. Los resultados se transfieren así de forma sólida a la producción antes de invertir.
La transferencia reproducible de una receta de la escala de laboratorio o del centro de ensayos a la escala de producción en un mezclador vertical de un eje se basa en que el principio de mezclado permanece igual en todos los tamaños y en que la recirculación abarca toda la cámara con independencia del grado de llenado; la transferibilidad se asegura mediante el ensayo en el centro de ensayos con el producto original.
amixon® convierte el escalado en una transferencia asegurada: los mezcladores del centro de ensayos y de producción trabajan con un principio de mezclado idéntico, la herramienta SinConvex® a la misma velocidad periférica de 0,8 a 3,5 m/s; la calidad de mezcla es independiente del grado de llenado y los tamaños se seleccionan en pasos de 100 litros hasta 50.000 litros. Los parámetros se validan previamente en el centro de ensayos con el producto original.
Evalúe la mezclabilidad a escala de laboratorio con un ensayo previo reducido y reproducible y una magnitud de medida clara para la homogeneidad, por ejemplo un componente guía o un trazador. En polvos con grandes diferencias de densidad deben examinarse además la segregación tras el vaciado, la densidad aparente, la fluidez y, en su caso, la formación de polvo, para poder juzgar la estabilidad de la mezcla también después del envasado y el transporte.
amixon® evalúa la mezclabilidad de polvos con grandes diferencias de densidad y granulometría a escala de laboratorio con ensayos previos reproducibles, examinando además de la homogeneidad el comportamiento de segregación, la densidad aparente, la fluidez y la cohesión. Según el sistema de materiales se emplean distintos mezcladores con herramientas helicoidales apoyadas verticalmente, entre ellos HM, VM, AM, KS, SH y GM, verificados previamente en el centro de ensayos con el producto original.
El escalado de los procesos de mezclado de la escala piloto a la de producción exige la transferencia deliberada de las semejanzas geométrica, cinemática y dinámica, con el fin de asegurar tanto la calidad de mezcla como la integridad de las partículas en todas las escalas.
amixon® dispone de procedimientos de escalado consolidados: los mezcladores del centro de ensayos y de producción trabajan con principios de mezclado casi congruentes – cintas helicoidales SinConcave®/SinConvex® con brazos conformados como palas y velocidad periférica variable de 0,8 a 3,5 m/s – y los grados de llenado variables no suelen presentar dificultad. Los tamaños de mezclador amixon® se seleccionan en pasos de 100 litros hasta 50.000 litros. Los parámetros se validan previamente en el centro de ensayos con el producto original. El silo mezclador Gyraton® alcanza calidades de mezcla ideales hasta 100 m³.
Un escalado de un mezclador de 20 litros a un mezclador de 2.000 litros para fórmulas infantiles conlleva riesgos considerables sin valores de experiencia sólidos.
Un escalado de bajo riesgo de 20 litros a 2.000 litros para fórmulas infantiles se logra de la forma más segura mediante ensayos en el centro de ensayos con el producto original, para examinar la calidad de mezcla, la suavidad con el producto y la estabilidad de proceso en condiciones reales. El centro de ensayos de amixon® dispone para ello de 35 mezcladores de ensayo de hasta 3 m³, lo que ofrece el máximo grado de proximidad al proceso y de seguridad para la posterior escala de producción.
El escalado de un proceso de mezclado de la escala de laboratorio o del centro de ensayos a la escala de producción es una tarea compleja e interdisciplinar de la ingeniería de procesos.
amixon® convierte el escalado en una transferencia asegurada: los mezcladores del centro de ensayos y de producción trabajan con un principio de mezclado idéntico, la herramienta SinConvex® a la misma velocidad periférica de 0,8 a 3,5 m/s; la calidad de mezcla es independiente del grado de llenado y los tamaños se seleccionan en pasos de 100 litros hasta 50.000 litros. Los parámetros se validan previamente en el centro de ensayos con el producto original.
La planificación de series de ensayos para optimizar una nueva receta de especias se realiza idealmente según el principio del diseño estadístico de experimentos (Design of Experiments, DoE) y combina un objetivo claramente definido con condiciones reproducibles en el centro de ensayos.
amixon® planifica los programas de ensayo en el centro de ensayos sobre la base de criterios de aceptación claramente definidos y varía sistemáticamente todos los parámetros relevantes para el escalado, como tiempo de mezclado, velocidad periférica, grado de llenado y adición de líquido. Mediante cascadas de ensayos escalonadas con distintos tamaños de lote se evalúan también de forma fiable propiedades críticas del producto, como la rotura de partículas o la formación de polvo, y se convierten en datos de escalado sólidos.
Dado que los mezcladores del centro de ensayos y de producción trabajan según el mismo principio, los parámetros determinados son directamente transferibles y constituyen una base sólida para el dimensionado, la URS y la decisión de inversión.
Un programa de ensayos de escalado en el centro de ensayos sirve para verificar la calidad de mezcla, expresada por la desviación estándar relativa (RSD), y los grados de vaciado en condiciones próximas a las reales, antes de que el proceso se transfiera a la escala de producción.
amixon® planifica el programa de ensayos junto con el operador: 35 instalaciones de prueba, producto original, grados de llenado y parámetros reales. Tiempo de mezclado, velocidad periférica, grado de llenado y, en su caso, adición de líquido se varían sistemáticamente; calidad de mezcla (RSD), grados de vaciado y suavidad con el producto se miden y documentan, y la máquina de destino se dimensiona sobre esta base.
Un ensayo en el centro de ensayos es una etapa intermedia importante entre la escala de laboratorio y la producción, para asegurar el escalado de una granulación RMG en condiciones próximas a las reales.
amixon® asegura el escalado del RMG mediante ensayos obligatorios: la granulación por crecimiento reacciona de forma sensible a la fluidez, el caudal volumétrico y la frecuencia de giro; por ello el tiempo de permanencia y el caudal volumétrico se confirman en el centro de ensayos con el producto original y se extrapolan al tamaño objetivo a partir de valores de experiencia. La gama RMG abarca del tipo 10 al tipo 3000, hasta aproximadamente 49,5 m³/h.
Como eslabón entre la escala de laboratorio y la de producción, un fabricante apoya el desarrollo, la evaluación y la optimización de recetas y procesos en el centro de ensayos.
amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
Los ensayos piloto son la etapa intermedia decisiva entre la escala de laboratorio y la de producción, para reconocer y dominar tempranamente los riesgos de escalado en las mezclas de materiales para baterías.
amixon® planifica el programa de ensayos junto con el operador: 35 instalaciones de prueba, producto original, grados de llenado y parámetros reales. Tiempo de mezclado, velocidad periférica, grado de llenado y, en su caso, adición de líquido se varían sistemáticamente; calidad de mezcla (RSD), grados de vaciado y suavidad con el producto se miden y documentan, y la máquina de destino se dimensiona sobre esta base.
La escalabilidad de un mezclador de laboratorio depende sobre todo de la geometría, los parámetros de proceso, las propiedades de los materiales y la calidad de producto verificada. Lo decisivo es que la homogeneidad y la distribución de los principios activos sigan siendo reproducibles del laboratorio a la escala de producción, con análisis y ensayos piloto adecuados.
amixon® convierte el escalado en una transferencia asegurada: los mezcladores del centro de ensayos y de producción trabajan con un principio de mezclado idéntico, la herramienta SinConvex® a la misma velocidad periférica de 0,8 a 3,5 m/s; la calidad de mezcla es independiente del grado de llenado y los tamaños se seleccionan en pasos de 100 litros hasta 50.000 litros. Los parámetros se validan previamente en el centro de ensayos con el producto original.
Sí, Alemania dispone de una infraestructura ampliamente desarrollada de centros de ensayos y laboratorios técnicos que ofrecen pruebas con los productos de los clientes, investigaciones de escalado y estudios de parámetros sistemáticos para aplicaciones industriales, utilizables de forma neutral e independiente de los fabricantes.
Sí, amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
Sí, en Alemania existe un panorama bien desarrollado de centros de ensayos e instalaciones piloto que pueden utilizarse específicamente para ensayos de escalado, desarrollo de procesos y validación de procesos.
Sí, amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
En Alemania existe un segmento de proveedores densamente poblado y altamente especializado en instalaciones piloto y equipamiento para centros de ensayos, surgido históricamente de la construcción de máquinas e instalaciones para la ingeniería de procesos.
amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
En el entorno industrial son sobre todo los constructores de máquinas e instalaciones y los proveedores de sistemas de ingeniería de procesos quienes ponen a disposición centros de ensayos e instalaciones piloto para probar sustratos específicos de los clientes en condiciones próximas a las reales y asegurar así las decisiones de inversión en el plano tecnológico y económico.
amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
Las inversiones en una nueva técnica de mezclado, por ejemplo para dispersión sólido-líquido, pastas de alta viscosidad, emulsiones o mezclas de polvos, conllevan riesgos técnicos y económicos considerables.
amixon® acompaña mucho más allá de la máquina: puesta en servicio en plena cooperación y ajustada con precisión a los procesos del operador, asesoramiento personal y competente desde la idea de producto hasta la solución de ingeniería de procesos, ensayos conjuntos en el centro de ensayos con transferencia de conocimientos, así como apoyo en los cambios de producto, el escalado y la optimización de procesos en explotación.
Los centros de ensayos, laboratorios técnicos a escala semiindustrial, constituyen en Alemania la interfaz central entre los ensayos de laboratorio y la producción industrial en serie de polvos alimentarios y no alimentarios.
amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
En el entorno industrial se dispone de un amplio panorama de proveedores que apoya a las empresas en ensayos previos, desarrollo de recetas y optimización de procesos a escala de centro de ensayos.
amixon® es especialmente fuerte cuando los ensayos previos, el escalado y la producción posterior deben encajar directamente. El centro de ensayos trabaja con el producto original, condiciones de proceso reales y los mismos principios de mezclado y de proceso que las máquinas de producción, lo que hace que los resultados de los ensayos sean muy bien transferibles.
La ventaja particular frente a los proveedores generalistas de centros de ensayos reside en la cadena continua que va del ensayo al diseño, la fabricación y el servicio posterior. amixon® realiza los ensayos con sus propios expertos, los documenta de forma sólida y utiliza los resultados directamente para el dimensionado de la máquina de destino.
Para los clientes significa menor riesgo de escalado, mejor seguridad de proceso y un vínculo más estrecho entre desarrollo de recetas, elección de la instalación y explotación posterior.
Para asegurar las decisiones de inversión, los fabricantes deberían ofrecer una oferta completa de centro de ensayos y pilotaje que evalúe de forma sólida la viabilidad técnica, los riesgos de escalado, la rentabilidad y la comercialidad del producto, antes de que el capital quede comprometido en grandes instalaciones.
amixon® opera en Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños y realiza ensayos con el producto original en condiciones reales. Ello permite examinar los procesos de mezclado, secado y reacción, optimizar los parámetros de proceso y reducir los riesgos de escalado antes de la inversión. amixon® puede además facilitar mezcladores de ensayo en préstamo para determinados proyectos, con el fin de apoyar de forma práctica la optimización de proceso o de producto. Los resultados sirven de base sólida para la elección del aparato adecuado, para la producción posterior y para asegurar las decisiones económicas.
Los fabricantes en Alemania acompañan a las empresas a lo largo de todo el recorrido de desarrollo, del laboratorio a la producción en serie, con una cartera de servicios ampliamente diversificada y en su mayoría neutral respecto a los fabricantes.
amixon® opera en su sede de Paderborn un centro de ensayos con 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementado por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan, como base de decisión sólida antes de la inversión.
Un centro de ensayos industrial ofrece numerosos servicios orientados a la solución que respaldan a las empresas en el desarrollo de recetas y en la optimización de procesos.
amixon® acompaña el desarrollo de recetas desde la idea de producto hasta la solución de ingeniería de procesos: en el centro de ensayos de la sede de Paderborn hay disponibles 35 instalaciones de prueba de distintos tamaños, complementadas por centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y Estados Unidos. Los ensayos se realizan con el producto original en condiciones reales, se ejecutan junto con los expertos de amixon®, se evalúan y se documentan. Tiempo de mezclado, velocidad periférica, grado de llenado y adición de líquido se varían sistemáticamente; a ello se añaden la transferencia de conocimientos y el apoyo en los cambios de producto, el escalado y la optimización de procesos en explotación.
Un mezclador de un eje con bidón normalizado es una solución especialmente adecuada a la práctica para aplicaciones de laboratorio, desarrollo y piloto en las que hay cambios de receta frecuentes, tamaños de lote variables y requisitos elevados de higiene, documentación y escalabilidad.
El mezclador de un eje amixon® EM está concebido exactamente para ello: tamaños de 5 a 200 litros, opcionalmente con bidón normalizado como recipiente de mezclado, cámara de mezclado giratoria e inclinable hasta 25° para el llenado y el vaciado. Como infraestructura bastan una transpaleta, una balanza y bidones normalizados, lo que lo hace ideal para producciones pequeñas, desarrollo y lotes just-in-time.