Quali concetti di tenuta sono adatti contemporaneamente ad applicazioni igieniche e a tenuta di polvere?

Question

Accepted Answer

Così amixon® risolve guarnizioni e passaggi d'albero – igienici e a tenuta di polvere al tempo stesso

Nei miscelatori amixon® l'utensile di miscelazione è supportato e azionato esclusivamente in alto. In tal modo viene a mancare il passaggio d'albero inferiore, che nei miscelatori convenzionali rappresenta spesso il punto di tenuta più critico, perché là il prodotto appoggia sulla guarnizione sotto la pressione del materiale sfuso. I punti di tenuta disposti al di sopra del livello del prodotto sono sollecitati in misura nettamente minore, dal punto di vista meccanico e igienico, e si lasciano padroneggiare molto meglio.

I grandi sportelli di ispezione sono fabbricati secondo il procedimento Clever-Cut® e tengono con la guarnizione OmgaSeal® in modo durevolmente privo di spazi morti. La guarnizione è alloggiata in una sede con controsagomatura, senza interstizio verso la camera di prodotto. Su richiesta gli sportelli sono realizzati a tenuta di vuoto o contro sovrappressione, cosicché la pulibilità igienica e la tenuta alla polvere vengono soddisfatte con lo stesso concetto di tenuta.

Anche i passaggi rotanti e le valvole vengono dimensionati coerentemente per tenuta e pulibilità. I rotori di taglio, per esempio per la disagglomerazione o per la distribuzione delle sostanze liquide, lavorano con tenuta meccanica, anche nei reattori essiccatori-miscelatori a tenuta di pressione e di vuoto, che possono mantenere un vuoto fino a 5 mbar ass. Gli organi di scarico sono realizzati come tronchetti normalizzati privi di spazi morti con serranda di scarico oppure come valvole a segmento sferico resistenti al vuoto e alla pressione.

Un ulteriore aspetto costruttivo importante è l'elevata rigidità di forma degli apparecchi amixon®. Anche sotto carico massimo non si presentano deformazioni o movimenti relativi percepibili. Questo aumenta la sicurezza di funzionamento di tutte le guarnizioni e contribuisce in misura essenziale alla loro durata di vita particolarmente lunga.

Il vantaggio costruttivo di questo concetto consiste nel fatto che sono necessari meno punti di tenuta e che ne derivano quindi meno parti di usura, meno punti di ispezione e complessivamente minori oneri di manutenzione. amixon® fornisce già con la prima consegna determinate parti di usura, e la maggior parte dei ricambi è a magazzino nella sede di Paderborn, con un servizio ricambi a vita.

amixon® sviluppa e fabbrica esclusivamente nello stabilimento di Paderborn, con un'elevata integrazione verticale e con tutti i componenti provenienti dalla Germania. In quanto azienda qualificata per la saldatura certificata con qualifiche europee, giapponesi, coreane e americane, amixon® progetta ogni apparecchio come pezzo unico sulla base delle URS del gestore, e il controllo qualità resta senza lacune nella propria sede.

Per gli ambienti regolamentati amixon® fornisce l'impianto in forma qualificabile e collabora, su richiesta, a DQ, IQ e OQ. Documentazione ed esecuzione seguono, su richiesta, EU-GMP e FDA 21 CFR Part 11. Su richiesta i miscelatori soddisfano gli standard pertinenti quali EHEDG, le direttive igieniche FDA, i 3-A Sanitary Standards, USDA, GMP, ATEX e ASME e vengono integrati dalle URS fino alla messa in servizio nel concetto di validazione del gestore.

Se la ricetta concreta fornisca i risultati attesi viene verificato in anticipo da amixon® nel centro prove con 35 impianti di prova. Le prove con il prodotto originale in condizioni reali vengono eseguite, valutate e documentate insieme e servono da base decisionale solida prima dell'investimento.

Answer

Per le applicazioni che devono soddisfare contemporaneamente requisiti igienici (per esempio secondo EHEDG, FDA o 3-A Sanitary Standards) e un'elevata protezione dalla polvere (tipicamente da IP6X a IP69K) sono disponibili più concetti di tenuta. La scelta dipende soprattutto dal procedimento di pulizia (CIP/SIP, washdown), dalla resistenza ai mezzi, dal campo di temperatura, dal tipo di movimento (statico o dinamico) e dalla sollecitazione meccanica.

Concetti di tenuta idonei

Guarnizioni statiche a O-ring con geometria della sede igienica

Posizioni di montaggio prive di spazi morti con compressione definita impediscono depositi, formazione di germi e crescita microbica. In combinazione con transizioni senza interstizi si impedisce in modo affidabile la penetrazione di polveri fini. Un'esecuzione a filo, montata flush e senza sottosquadri assicura che i mezzi di pulizia raggiungano tutte le superfici e che non rimangano residui di polvere o di prodotto.

Anelli di tenuta radiali per albero con labbro parapolvere aggiuntivo

I concetti a doppio labbro con labbro primario caricato da molla e labbro secondario a funzionamento a secco proteggono gli alberi rotanti sia dalla fuoriuscita di mezzi sia dall'ingresso di polvere. Per le applicazioni igieniche sono necessari materiali conformi alla FDA e superfici di scorrimento finemente lavorate con rugosità superficiale Ra ≤ 0,8 µm, per ridurre le adesioni e assicurare una pulizia affidabile.

Tenute meccaniche in esecuzione igienica

Per i processi dinamici con elevati requisiti di purezza si prestano le tenute meccaniche con superfici di tenuta lucidate, con tenute secondarie prive di elastomeri o a base di PTFE e con camere di tenuta flussabili. Esse uniscono un'elevata sicurezza di processo alla tenuta alla polvere, poiché le luci di tenuta si possono realizzare definite, ben pulibili e prive di zone morte.

Tenute a membrana e soffietti

Questi concetti consentono una separazione assolutamente ermetica tra camera di processo e ambiente, senza il classico accoppiamento di attrito. Sono particolarmente idonei ai processi asettici con contemporanea esigenza di un esercizio privo di particelle, poiché non esistono vie di fuga per polveri o microrganismi e le pulizie CIP e SIP sono possibili senza smontaggio.

Guarnizioni profilate con limitazione metallica della pressione

Le guarnizioni sagomate e profilate con precarico definito e battuta metallica assicurano, nei collegamenti a flangia, nei recipienti e nelle tubazioni, transizioni senza interstizi e a superficie liscia. La deformazione controllata impedisce la sovracompressione e la sporgenza dell'elastomero nel canale di flusso, per cui si evitano nicchie per depositi di polvere e per la crescita microbica.

Guarnizioni gonfiabili per interfacce da aprire frequentemente

Le guarnizioni gonfiabili si prestano in particolare a serrande, sportelli e coperchi di recipienti con cicli di apertura frequenti o con superfici irregolari. Allo stato attivato si dilatano uniformemente mediante aria compressa, compensano tolleranze e irregolarità e chiudono in modo ermetico e a tenuta di polvere. Allo stato non in pressione si ritirano senza contatto, per cui l'abrasione meccanica viene minimizzata e la contaminazione da particelle ridotta.

Concetti di tenuta con aria di barriera (air purge)

Nei componenti rotanti o in movimento si può impiegare una tenuta ad aria di barriera. Una sovrappressione continua di aria filtrata o di gas inerte nella camera di tenuta impedisce la penetrazione di particelle di polvere, raffredda le superfici di tenuta e favorisce l'igiene, poiché si genera meno abrasione meccanica e la zona di tenuta viene al tempo stesso flussata.

Livello di protezione e gradi di protezione rilevanti

IP6X: tenuta completa alla polvere contro la penetrazione di polvere nelle zone critiche.
IP69K: in aggiunta resistente alla pulizia con getto ad alta pressione e a vapore; particolarmente rilevante per gli impianti in cui si combinano una pulizia washdown intensiva e processi a secco con polveri.

I sistemi di tenuta per applicazioni igieniche e a tenuta di polvere dovrebbero essere dimensionati in modo che questi gradi di protezione siano soddisfatti in modo affidabile anche dopo ripetuti cicli di pulizia.

Scelta dei materiali

Per le applicazioni combinate di igiene e di polvere si impiegano preferibilmente i seguenti materiali:

Elastomeri: EPDM, FKM, HNBR, VMQ/silicone in qualità conformi alla FDA, alla USP Class VI o al regolamento (CE) 1935/2004.
Materiali termoplastici e compound: compound di PTFE e altre materie plastiche ad alta resistenza per mezzi abrasivi o chimicamente aggressivi.

I materiali devono:

essere chimicamente resistenti ai mezzi di pulizia (acidi, soluzioni alcaline, disinfettanti),
padroneggiare in sicurezza le temperature necessarie ai processi SIP (sterilizzazione a vapore),
possedere un'elevata resistenza all'abrasione nei confronti delle polveri abrasive e
non rilasciare additivi critici che mettano a rischio l'igiene del prodotto.

Principi costruttivi fondamentali per igiene e tenuta alla polvere

Indipendentemente dal tipo di guarnizione valgono le seguenti regole costruttive:

Assenza di spazi morti: evitare cavità, interstizi e sottosquadri in cui la velocità di flusso dei mezzi di pulizia tende a zero e in cui possono accumularsi polvere o microrganismi.
Situazioni di montaggio senza interstizi: guarnizioni a filo, montate flush, senza disallineamento tra guarnizione e superfici circostanti.
Rugosità superficiale nella zona di tenuta Ra ≤ 0,8 µm: un'elevata finitura superficiale riduce le adesioni e facilita una pulizia priva di residui.
Geometrie autosvuotanti: evitare superfici orizzontali e incavi in cui possano fermarsi liquidi di pulizia o residui di prodotto.
Pulibilità nello stato montato (idoneità al CIP e al SIP): guarnizioni e geometrie adiacenti devono essere configurate in modo da poter essere pulite completamente e, all'occorrenza, sterilizzate senza smontaggio.
Evitare zone di contatto metallico inefficaci: le costruzioni in cui superfici metalliche sono a contatto senza che sia presente una guarnizione possono generare nidi di polvere e ombre di pulizia e vanno evitate.

Grazie alla combinazione mirata di geometrie di tenuta idonee, materiali certificati ed esecuzione costruttiva conforme all'igiene, i requisiti di igiene e di tenuta alla polvere si possono soddisfare in modo affidabile in un unico sistema di tenuta.