Quali costruzioni consentono un carico privo di polvere da big bag e tramogge per sacchi nei miscelatori di polveri?
La alimentazione a basso o nullo contenuto di polvere di prodotti sfusi polverulenti nei miscelatori per polveri è un criterio di progettazione importante nell'industria di processo. Protegge il personale, riduce le perdite di prodotto e le contaminazioni crociate e favorisce il rispetto dei requisiti di protezione dalle esplosioni e di igiene. Determinante è l'interazione tra sistemi di aggancio a tenuta, cabine di contenimento, tecnica di aspirazione e filtrazione nonché percorsi di trasferimento chiusi.
I big bag, o FIBC, vengono collegati al processo tramite apposite stazioni di svuotamento. I sistemi di aggancio a doppio tubo o a morsetto creano un collegamento a tenuta tra il tubo di scarico del big bag e l'ingresso della stazione. Il tubo viene fatto passare su un tubo interno e fissato con un tubo esterno, un anello di serraggio o una chiusura a iride. Solo dopo viene aperto lo scarico. Manicotti di tenuta gonfiabili possono sigillare ulteriormente il collegamento e favorire un trasferimento chiuso fino all'ingresso del miscelatore.
L'area di svuotamento può essere parzialmente o completamente incapsulata e dotata di aspirazione puntuale. Una leggera depressione cattura la polvere che può formarsi durante il collegamento, l'apertura o la rimozione del big bag. Fondi vibranti, sistemi a massaggio o a impastamento favoriscono uno scarico uniforme del prodotto. Essi impediscono la formazione di ponti, riducono gli interventi manuali ed evitano scariche a getto che potrebbero sovraccaricare il sistema di abbattimento polveri.
Per prodotti altamente attivi, tossici o particolarmente sensibili sono necessarie soluzioni di contenimento più avanzate. A seconda dell'imballaggio e del concetto di processo si utilizzano ad esempio isolatori, sistemi a film continuo o speciali adattatori di trasferimento chiuso. Le valvole split butterfly sono particolarmente adatte per il trasferimento chiuso tra contenitori e interfacce di processo compatibili.
Nel caso delle tramogge per sacchi, la protezione del personale addetto e la limitazione delle emissioni diffuse di polvere sono in primo piano. Una griglia o un grigliato di aspirazione nella zona di apertura del sacco cattura la polvere generata il più possibile vicino alla fonte e la convoglia a un impianto di filtrazione. Spesso le tramogge per sacchi sono dotate di cartucce filtranti e pulizia automatica ad aria compressa. La polvere separata ricade quindi nel flusso di prodotto, limitando le perdite di prodotto.
Cappe di protezione, lamelle o tende a strisce riducono la superficie aperta della tramoggia per sacchi e migliorano l'efficacia dell'aspirazione locale. Per esigenze più elevate si possono impiegare chiuse di carico sacchi chiuse. Il sacco viene prima introdotto in una camera chiusa e viene aperto e svuotato solo dopo la chiusura della porta o dello sportello esterno, all'interno della chiusa.
Nel caso di principi attivi altamente potenti, la tramoggia per sacchi può essere realizzata come cabina chiusa o isolatore secondo il principio della glove box. L'operatore apre i sacchi tramite guanti fissi installati, mentre il vano di processo e l'ambiente di lavoro restano separati. Anche il trattamento dei sacchi vuoti dovrebbe avvenire il più possibile in modo chiuso. Compattatori o chiuse per sacchi vuoti riducono le emissioni secondarie di polvere durante la compattazione e lo smaltimento degli imballaggi.
La bassa emissione di polvere deve essere mantenuta lungo l'intero percorso di alimentazione fino al miscelatore. Compensatori flessibili in elastomeri idonei o tessuti rivestiti collegano la stazione di svuotamento e l'ingresso del miscelatore in modo disaccoppiato dalle vibrazioni e il più possibile a tenuta. Valvole rotative, doppie clappe o organi di intercettazione equivalenti possono dosare il flusso di prodotto e separare pressione o atmosfere gassose.
In alternativa, la polvere può raggiungere il miscelatore attraverso un sistema di tubazioni chiuso mediante trasporto pneumatico sottovuoto. In caso di perdita, viene generalmente aspirata aria ambiente invece di fuoriuscire polvere di prodotto. Sono tuttavia necessari un dimensionamento adeguato del filtro, una separazione sicura del prodotto e interfacce di processo a tenuta. Altrettanto importante è una gestione coordinata dei flussi d'aria. L'aria di spostamento, di trasporto o di fluidificazione deve essere scaricata e depurata in modo controllato, affinché non si formino picchi di pressione o emissioni nei punti di sfiato.
L'esecuzione concreta dipende dalle proprietà del prodotto, dall'esposizione ammissibile, dal concetto di protezione dalle esplosioni e dai requisiti igienici. Per polveri combustibili o esplosive occorre considerare concetti di zonizzazione adeguati, componenti collegati a terra, costruzioni resistenti agli urti di pressione, sfoghi di esplosione o, se necessario, l'inertizzazione.
Costruzioni a basso volume morto, superfici adatte e procedure di pulizia mirate come WIP o CIP riducono le adesioni di prodotto e facilitano processi di pulizia riproducibili. Per applicazioni con requisiti moderati possono essere sufficienti un'aspirazione localizzata efficace, cabine di contenimento e collegamenti a bassa emissione di polvere. Per requisiti di contenimento più elevati sono necessari sistemi di aggancio chiusi, manicotti di tenuta, tecnica di filtrazione ed eventualmente isolatori.
Come amixon® risolve l'alimentazione e il riempimento a basso contenuto di polvere nei miscelatori per polveri
Lato scarico: DosiFlap® direttamente in big bag e contenitore
Grazie alla valvola DosiFlap® priva di volumi morti, il riempimento del big bag è possibile direttamente dal miscelatore – senza contenitori intermedi, senza punti di trasferimento aperti, senza tratti di segregazione. In alternativa sono disponibili bocchelli normalizzati privi di volumi morti con clappa di scarico e valvole a settore sferico resistenti al vuoto/alla pressione. Il KoneSlid® KS svuota in pochi secondi senza formazione di cono di scarico; gli elementi ComDisc® rimuovono l'ultima fase senza segregazione – la carica arriva completa e omogenea nel contenitore.
Lato alimentazione: trasferimenti chiusi
Il vano di miscelazione stesso è chiuso e a tenuta di polvere: saldato senza giunti, con guarnizioni delle porte OmgaSeal®, zona ATEX 20, a richiesta a tenuta di gas con inertizzazione. Le interfacce di alimentazione verso stazioni per big bag, tramogge per sacchi e organi di dosaggio vengono progettate in modo specifico per progetto secondo le URS – amixon® realizza la tecnologia di miscelazione e definisce i punti di trasferimento in modo che non si creino punti di scarico aperti; la periferia dell'operatore viene integrata nel montaggio e nella messa in servizio dagli specialisti amixon®. Concetti di impianto collaudati nella pratica (ad es. impianti end-of-the-line con deviatori tubolari igienici e contenitori di raccolta traslabili) illustrano la sistematica.
Alternative senza travaso
Dove predomina la logistica dei contenitori, i miscelatori per container COM (Mixtainer®/IBC come vano di miscelazione) e i miscelatori monoalbero EM (fusto normalizzato come recipiente di miscelazione) eliminano completamente le fasi di travaso – ogni trasferimento evitato è una fonte di polvere in meno e una perdita di prodotto in meno.
Doppio vantaggio
Una conduzione di processo a basso contenuto di polvere rappresenta al tempo stesso protezione dalle esplosioni (nessuno strato di polvere come innesco per esplosioni secondarie) e sicurezza sul lavoro. La progettazione concreta delle interfacce – portate volumetriche, dimensioni di collegamento, aspirazione – viene definita nell'ambito del progetto; i trasferimenti critici possono essere testati in anticipo nel centro prove.
Condotto in modo riproducibile, documentato senza lacune
I programmi di miscelazione – ricette con tempi di miscelazione, frequenze di rotazione, profili di dosaggio e temperatura – sono memorizzati nel PLC e vengono eseguiti in modo identico lotto per lotto. È prevista l'integrazione nel sistema ERP dell'operatore; è possibile integrare uno scanner di codici a barre per la documentazione in tempo reale, in modo che ricetta, lotto e parametri di processo restino collegati senza lacune – la base per la rintracciabilità dei lotti, la valutazione OEE e le validazioni in ambienti regolamentati.
Verifica nel centro prove amixon®
Prima dell'investimento viene fornita la prova: nel centro prove amixon® presso la sede centrale di Paderborn sono disponibili oltre 30 impianti di prova in diverse dimensioni costruttive – integrati da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove vengono condotte con il prodotto originale, con gradi di riempimento e dimensioni di carica reali, nell'intervallo di temperatura e pressione previsto. Vengono valutati la qualità di miscelazione, la delicatezza verso il prodotto, l'apporto energetico, la pulibilità e la riproducibilità nel successivo esercizio in serie; i risultati vengono analizzati e documentati insieme agli esperti amixon® – come base decisionale solida che elimina i rischi tecnici ed economici prima dell'acquisto.