Cosa considerare nel dimensionamento delle interfacce verso stazioni big bag e scarico sacchi per processi a basse emissioni di polvere?
Un'interfaccia a basso contenuto di polvere tra stazione big bag, svuotamento sacchi e processo a valle non nasce da un singolo componente, ma da un progetto complessivo coordinato che comprende aggancio, scarico del prodotto, conduzione dell'aria, abbattimento polveri, sequenza operativa e tecnica di sicurezza. Decisive sono le proprietà del solido sfuso, la limitazione di esposizione richiesta, il tipo di trasporto e le condizioni del luogo di installazione.
Lo scarico del contenitore deve essere collegato, prima dell'apertura, nel modo più a tenuta possibile alla tramoggia di carico o alla stazione di svuotamento. Per i big bag entrano in considerazione per esempio dispositivi di serraggio idonei, manicotti di tenuta gonfiabili o concetti a doppia chiusura. Per lo svuotamento sacchi sono importanti un carico incapsulato, un'apertura controllata del sacco e uno smaltimento sicuro dei sacchi. I collegamenti flessibili verso coclee, valvole rotative o trasportatori pneumatici a valle devono assorbire movimenti e vibrazioni, senza generare perdite di tenuta o zone difficili da pulire.
Geometria dello scarico, inclinazione della tramoggia e ausili allo scarico devono essere progettati in funzione del prodotto. Densità apparente, granulometria, funzione di scorrimento, coesione, umidità, tendenza alla formazione di ponti e abrasività determinano se un prodotto fluisce liberamente oppure se è necessario, per esempio, un dispositivo di massaggio, un ausilio allo scarico o un altro principio di trasporto. Diametri nominali generici o ausili allo scarico generici non sono una base di progettazione affidabile.
L'aria spostata durante il riempimento e lo svuotamento deve essere condotta in modo controllato. Una captazione nei punti di emissione effettivi e un'aspirazione dimensionata correttamente possono impedire che la polvere fuoriesca nell'area di lavoro. La portata d'aria non deve essere né troppo bassa, perché altrimenti la polvere fuoriesce, né così elevata da trascinare via il prodotto o compromettere il movimento del prodotto. I filtri devono essere adeguati alla polvere, alla portata d'aria, alla protezione dalle esplosioni e al metodo di pulizia. Il rinvio del prodotto separato nel processo è sensato solo se ammissibile dal punto di vista qualitativo, igienico e della sicurezza. Un impianto filtrante non significa automaticamente emissione zero.
Con le polveri combustibili è necessaria una valutazione dei rischi con classificazione delle zone. Le zone possono essere diverse all'interno della stazione, nell'immediato intorno del punto di carico e presso l'abbattimento polveri. Non devono essere assunte in modo generico per ogni svuotamento di big bag o di sacchi, ma dipendono da frequenza e durata di un'atmosfera esplosiva di polvere, tenuta, aspirazione, pulizia e modalità operativa. La zona 20 indica aree con atmosfera esplosiva di polvere per periodi prolungati, frequente o permanente; nella zona 21 essa può presentarsi occasionalmente in condizioni operative normali, nella zona 22 raramente e per breve tempo.
Anche la scelta dei big bag e la loro sicurezza elettrostatica devono essere dedotte dalla concreta valutazione dei rischi. I FIBC di tipo C devono essere collegati a terra in modo sicuro per l'intera durata del riempimento e dello svuotamento. Il tipo B non è adatto in generale ad applicazioni a rischio di esplosione, perché non garantisce una dissipazione mirata delle cariche elettrostatiche. Il tipo D ha condizioni di impiego particolari e per esempio non è previsto per polveri conduttive. La scelta dipende, tra l'altro, dall'energia minima di accensione, dal possibile rischio di esplosione di gas o vapori, dalla conduttività del prodotto e dalla classificazione delle zone.
Per sostanze pericolose o prodotti con valori limite di esposizione professionale bassi, un normale carico sacchi a basso contenuto di polvere può non essere sufficiente. In tal caso occorre stabilire obiettivi di containment e verificarli mediante misure. A seconda del rischio di esposizione possono essere necessari sistemi di aggancio chiusi, sistemi a doppia valvola, continuous liner, soluzioni a guantiera (glove box) o altri concetti di containment elevato. L'obiettivo non è solo un ambiente di lavoro visibilmente a basso contenuto di polvere, ma il rispetto dimostrabile dei valori limite di esposizione professionale prestabiliti.
L'ergonomia è un fattore di sicurezza e di qualità. Altezza di aggancio, visibilità, forze di manovra, peso del contenitore, ausili di sollevamento, taglia-sacchi, svuotamento residuo e la rimozione sicura dei contenitori vuoti influenzano sia l'esposizione sia il rischio di errori operativi. Il contenitore dovrebbe essere sganciato solo quando lo scarico è saldamente chiuso, lo svuotamento residuo è completato e l'aspirazione ha continuato a funzionare per un tempo sufficiente.
Anche pulizia e cambio di prodotto devono essere considerati già in fase di progettazione. Le superfici a contatto con il prodotto dovrebbero essere accessibili, adatte alla pulizia e il più possibile prive di depositi di prodotto. Per prodotti farmaceutici, alimentari o che cambiano frequentemente, materiali, superfici, guarnizioni e concetto di smontaggio devono essere armonizzati con il metodo di pulizia previsto.
Livello di riempimento, pressione differenziale sul filtro, portata dell'aspirazione, monitoraggio della messa a terra e interblocchi sono strumenti utili per un funzionamento sicuro. Un interblocco può per esempio impedire che un contenitore venga aperto prima che l'aspirazione sia attiva, la messa a terra sia confermata e l'interfaccia sia correttamente chiusa. Uno svuotamento a basso contenuto di polvere di big bag o sacchi è quindi sempre una combinazione progettata in modo specifico per il prodotto, che unisce tenuta, conduzione controllata dell'aria, flusso del materiale, containment, protezione dalle esplosioni e manovra sicura.
Scarico e riempimento con amixon®
I miscelatori amixon® possono essere progettati in modo che le polveri vengano scaricate secondo necessità, in modo delicato e il più possibile senza compattazione o segregazione. Decisive sono in questo caso le proprietà di scorrimento del prodotto miscelato, la ricetta, la distribuzione granulometrica, la quantità scaricata e la precisione di dosaggio desiderata.
I miscelatori conici e i miscelatori a fondo piatto amixon® possono svuotare i prodotti scorrevoli in modo molto ampio, fino a pressoché completo. Le geometrie degli utensili di miscelazione SinConcave® e SinConvex® favoriscono un movimento del prodotto uniforme e un buono scarico del prodotto. In combinazione con i sistemi ComDisc®, lo svuotamento residuo può essere ulteriormente migliorato. Lo svuotamento effettivamente raggiungibile, tuttavia, deve sempre essere valutato con il prodotto originale, in particolare con polveri coesive, umide o soggette ad adesione.
DosiFlap® per lo scarico controllato
Il sistema DosiFlap® funge da organo di intercettazione e dosaggio allo scarico del miscelatore. Può rilasciare o intercettare in modo controllato il flusso di polvere verso il basso e chiudere a tenuta la camera di miscelazione quando è in posizione chiusa. È quindi adatto ad applicazioni in cui la polvere deve essere scaricata a lotti o in quantità parziali definite.
La costruzione compatta dei miscelatori amixon® consente inoltre l'installazione su celle di carico. Ciò permette di rilevare in continuo la massa di polvere scaricata e di utilizzarla per quantità parziali, quantità di riempimento o valori di ricetta prestabiliti. La precisione di dosaggio raggiungibile dipende, oltre che dal concetto di pesatura, soprattutto dal comportamento di scorrimento, dall'organo di scarico, dalla quantità di prodotto, dalla densità apparente e dalla logica di controllo.
Interfaccia verso i big bag
Un riempimento diretto in big bag o altri contenitori è fondamentalmente possibile. Per un funzionamento a basso contenuto di polvere, tuttavia, l'interfaccia deve essere progettata come sistema complessivo. Ne fanno parte un collegamento a tenuta tra scarico e stazione big bag, uno sfiato idoneo del contenitore, una conduzione controllata dell'aria nonché una velocità di riempimento adattata al prodotto.
DosiFlap® e altri organi di scarico idonei possono evitare o limitare notevolmente un trasferimento di prodotto a impianto aperto. Non sostituiscono tuttavia automaticamente la necessaria stazione di aggancio per big bag, l'aspirazione, il monitoraggio della messa a terra o, se necessario, il concetto di containment. Questi componenti devono essere definiti in modo specifico per il progetto, in funzione del comportamento della polvere, della protezione dalle esplosioni, dei valori limite di esposizione professionale e del tipo di contenitore.
Caricamento a impianto chiuso
Anche il caricamento di un miscelatore da big bag, stazioni di svuotamento sacchi o sistemi di dosaggio dovrebbe avvenire tramite interfacce il più possibile chiuse. L'integrazione di stazioni di aggancio, aspirazione, tecnica di trasporto, interblocchi ed eventuale inertizzazione viene armonizzata nel progetto. L'obiettivo è limitare la fuoriuscita di polvere, le perdite di prodotto, la contaminazione crociata e la segregazione durante il trasferimento.
Per la pura logistica dei contenitori, i miscelatori a container o i miscelatori per fusti possono essere un'alternativa. Se pesatura, miscelazione e scarico vengono eseguiti nello stesso recipiente, diminuisce il numero di trasferimenti di prodotto. Ciò può ridurre le fonti di polvere e l'onere di pulizia, ma non sostituisce la verifica delle interfacce di caricamento e riempimento.