Quali possibilità di miscelazione in conto terzi o di prova offrono i centri prove in Germania per polveri alimentari e non alimentari?
I centri prove sono laboratori tecnici a scala semi-industriale e costituiscono in Germania l'interfaccia centrale tra le prove di laboratorio e la produzione industriale di serie di polveri alimentari e non alimentari. Offrono prestazioni di miscelazione in conto terzi e di prova con cui ricette, processi e prodotti vengono sviluppati, verificati e messi in sicurezza per lo scale-up in condizioni prossime alla pratica.
Compiti e utilità dei centri prove
I centri prove fungono da anello di collegamento tra lo sviluppo orientato al prodotto e la fabbricazione su scala industriale. I loro compiti più importanti sono la verifica di fattibilità, lo sviluppo del procedimento, l'ottimizzazione del processo e la messa in sicurezza dello scale-up.
Consentono di rilevare e adattare parametri quali tempo di miscelazione, numero di giri, grado di riempimento e immissione di energia per il passaggio dal laboratorio alla scala di produzione. Al tempo stesso le aziende possono esternalizzare fasi di produzione senza dover investire esse stesse in impianti, per esempio per lotti pilota, lanci sul mercato, carichi di punta o procedimenti speciali.
L'accesso a un centro prove riduce i rischi di investimento e di avviamento, abbrevia i tempi di sviluppo ed evita che le serie di prove blocchino le linee di produzione proprie.
Prestazioni tipiche
Studi di fattibilità e sviluppo delle ricette
Si verifica se solidi sfusi diversi siano miscelabili, per esempio polveri coesive, a scorrimento libero o igroscopiche. A tale scopo vengono definiti parametri di processo quali tempo di miscelazione, numero di giri, geometria dell'utensile, grado di riempimento e sequenza dei componenti, e vengono valutate la qualità di miscelazione e la tendenza alla segregazione.
Prove di scale-up e di scale-down
Le ricette di laboratorio vengono verificate in impianti semi-industriali e trasferite a scale maggiori. A tale scopo si utilizzano miscelatori geometricamente simili e si ricorre a numeri caratteristici adimensionali e a teorie della similitudine, per adattare in scala il numero di giri, l'immissione di energia e il tempo di miscelazione.
Processi di ingegneria di processo per le polveri
I processi tipici comprendono la miscelazione a secco, la miscelazione a umido, la granulazione, il coating, l'agglomerazione a spruzzo, i procedimenti a letto fluido, la miscelazione sottovuoto, l'essiccazione a contatto sottovuoto, la miscelazione in atmosfera inertizzata nonché la setacciatura, la classificazione, la macinazione e la compattazione.
Tecnologie di miscelazione disponibili
Per l'esecuzione di compiti di miscelazione in conto terzi e di prova nei centri prove sono di norma disponibili diversi sistemi di miscelazione. Tra questi rientrano miscelatori discontinui quali miscelatori a vomeri, a caduta libera, a tamburo, conici o verticali, così come sistemi di miscelazione continui per portate elevate.
In aggiunta vengono impiegati miscelatori intensivi per la dissoluzione degli agglomerati e procedimenti di miscelazione delicati per prodotti sensibili. In tal modo si può scegliere il tipo di miscelatore adatto alla singola ricetta e alla successiva scala di produzione.
Accompagnamento analitico
La qualità dei processi di miscelazione viene spesso messa in sicurezza da un'analitica completa. Ne fanno parte l'analisi granulometrica, la determinazione della densità apparente e delle proprietà di scorrimento, l'analitica dell'umidità e dell'essiccazione nonché le prove di qualità di miscelazione e di omogeneità.
Nel settore alimentare si aggiungono indagini microbiologiche e sensoriali. Nel settore non alimentare sono piuttosto in primo piano prove chimiche, fisiche o di tecnica della sicurezza.
Condizioni quadro igieniche e di sicurezza
Per le polveri alimentari valgono requisiti igienici e normativi più elevati. Ne fanno parte un design conforme all'EHEDG, superfici conformi all'igiene, una buona pulibilità, materiali conformi alla FDA nonché l'HACCP e spesso i requisiti IFS o BRC.
Con le polveri non alimentari sono in primo piano la protezione dall'usura, la resistenza chimica e la protezione contro le esplosioni. A seconda dell'applicazione si aggiungono concetti ATEX, inertizzazione, messa a terra, depolverazione o soluzioni di containment.
Conclusione
I centri prove in Germania consentono alle aziende dei settori alimentare e non alimentare di sviluppare, provare e portare fino alla maturità di produzione nuovi prodotti in polvere e nuovi procedimenti, con rischio ridotto, elevata densità di dati e in condizioni prossime alla realtà.
Il centro prove amixon®: prove, scale-up e ottimizzazione dei processi con il prodotto originale
35 impianti di prova solo a Paderborn
Nella sede centrale di Paderborn amixon® gestisce un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie. Con essi si possono riprodurre in modo realistico processi dalla scala piccola fino all'impianto pilota, cosicché anche con quantità di prodotto limitate sono possibili affermazioni solide per la scala di produzione. Nel mondo sono inoltre disponibili centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti.
Condizioni reali invece di valori sulla carta
Vengono esaminati processi di miscelazione quali miscelare, omogeneizzare, granulare, agglomerare, umidificare e rivestire, così come processi di essiccazione e di reazione, per esempio essiccazione sottovuoto, processi termici e sintesi. Le prove si svolgono con il prodotto originale, nel campo di temperatura e di pressione previsto, con gradi di riempimento e dimensioni di lotto reali nonché con l'apporto di energia previsto.
Vengono valutate la qualità di miscelazione, la delicatezza sul prodotto, l'apporto di energia, la pulibilità e la riproducibilità nel successivo funzionamento in serie. In tal modo non si confermano soltanto valori di laboratorio, ma si anticipano il più possibile le condizioni di processo effettive della produzione successiva.
Esecuzione, valutazione e documentazione comuni
Le prove vengono eseguite, valutate e documentate insieme agli esperti amixon®. L'obiettivo è la scelta dell'apparecchio ottimale e dei parametri di processo adeguati per l'applicazione concreta, compresi lo sviluppo della ricetta e l'ottimizzazione del processo.
Il risultato è una base decisionale solida prima dell'investimento. Vengono confermati i parametri di processo in condizioni reali, la qualità del prodotto e la redditività vengono messe in sicurezza, e i rischi tecnici ed economici vengono ridotti notevolmente.
Passaggio senza discontinuità alla produzione
Poiché i miscelatori di prova e di produzione lavorano con lo stesso principio di miscelazione e amixon® dispone di un reticolo di taglie finemente graduato, i parametri del centro prove si trasferiscono molto bene alla macchina di destinazione. Questo è particolarmente prezioso, perché amixon® può mettere in sicurezza i calcoli di scale-up anche con impianti di prova da 3 m³ e rappresentare così in modo realistico anche lotti maggiori.
Anche dopo la messa in servizio amixon® fornisce supporto nei cambi di prodotto, nei temi di scale-up, nell'ingegneria di processo, nello sviluppo di prodotto e nell'ottimizzazione dei processi.
La produzione a Paderborn come fondamento della qualità
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. Questa sovranità produttiva assicura al tempo stesso la fornitura a lungo termine, poiché ogni componente è riproducibile e rifabbricabile anche decenni dopo.
Sebbene i centri prove amixon® non siano aziende di miscelazione in conto terzi, amixon® fornisce all'occorrenza supporto per superare tempi di consegna o strozzature con miscelatori di prova idonei del centro prove.
Servizio per l'intero ciclo di vita
Dopo la messa in servizio amixon® resta a fianco del gestore. Ispezioni regolari e manutenzione preventiva assicurano la disponibilità, su richiesta integrate dalla manutenzione predittiva. Determinate parti di usura vengono fornite già con la prima consegna, la maggior parte dei ricambi è stoccata nella sede di Paderborn, molti altri nei punti di assistenza in Giappone e negli Stati Uniti. Resta così possibile un servizio ricambi per tutta la vita dell'apparecchio, anche quando i fornitori originali vengono a mancare.
Molte macchine amixon® sono in funzione ogni giorno da oltre 30 anni, alcune persino da più di 40 anni. Modernizzazione e riequipaggiamento le mantengono al livello dello stato della tecnica.