Esistono miscelatori verticali con dosaggio del liquido integrato e ugelli di spruzzatura per l'apporto di legante nella granulazione?
Sì. Esistono miscelatori verticali che dispongono di sistemi integrati di dosaggio del liquido e di ugelli di spruzzatura per l'apporto definito di legante nei processi di granulazione per accrescimento e a umido. Tali sistemi vengono impiegati nell'industria farmaceutica, chimica, ceramica, alimentare e dei fertilizzanti.
Struttura del sistema e principio di funzionamento
L'apporto del liquido avviene per lo più tramite un sistema combinato di dosaggio e di spruzzatura. Ne fanno parte una stazione di dosaggio esterna con una pompa dosatrice nonché una lancia di spruzzatura o un ugello nella camera di miscelazione. A seconda dell'applicazione si impiegano ugelli mono- o bifluido. Essi generano uno spettro definito delle gocce e assicurano una bagnatura uniforme del letto di prodotto.
Gli ugelli possono essere disposti nel coperchio, lateralmente nel mantello del recipiente o su una lancia. Il liquido di spruzzatura viene così immesso in modo mirato nella zona di miscelazione attiva. Con sistemi leganti viscosi o da lavorare a caldo sono possibili anche tubazioni e ugelli riscaldati. La quantità di spruzzatura, la pressione di spruzzatura e il momento dell'aggiunta vengono per lo più comandati e documentati tramite un PLC.
Il passaggio dalla miscelazione a secco alla granulazione può avvenire nello stesso aggregato. In tal modo è possibile un procedimento single pot.
Ruolo dell'utensile di miscelazione
Mentre gli ugelli di spruzzatura immettono il legante, l'utensile di miscelazione assicura il ricircolo e la fluidizzazione meccanica del prodotto. Le particelle vengono mosse intensamente e bagnate in modo uniforme. Nascono così agglomerati che crescono in modo controllato. La sovrabagnatura locale e la formazione di grumi grossolani vengono evitate.
Molti miscelatori verticali dispongono inoltre di chopper. Questi frantumano gli agglomerati troppo grandi e favoriscono una distribuzione granulometrica stretta.
Vantaggi della tecnica di spruzzatura integrata
Il dosaggio integrato del liquido offre più vantaggi. Il legante viene distribuito in modo più uniforme che con l'aggiunta manuale. La struttura del grano si può influenzare in modo mirato. Le proprietà del granulato diventano più riproducibili. Si accorciano inoltre i tempi di processo, perché miscelazione, umidificazione e granulazione avvengono nello stesso apparecchio.
L'esercizio chiuso riduce le emissioni di polvere e migliora la sicurezza sul lavoro. Per le applicazioni soggette a validazione sono consuete esecuzioni idonee al CIP o al WIP. Tubazioni, ugelli e lance di spruzzatura sono in tal caso realizzati in modo da poter essere puliti bene e da non formare spazi morti.
Esecuzioni tipiche
Forme costruttive tipiche sono i recipienti verticali conici con coclea centrale nonché i miscelatori a vomeri o a pale in esecuzione verticale. Gli ugelli di spruzzatura possono essere montati, a seconda della costruzione, nel coperchio, lateralmente nel recipiente o su una lancia regolabile.
Parametri di dimensionamento importanti
Per una granulazione stabile le proprietà del legante, il sistema di spruzzatura, la geometria dell'ugello e i parametri di processo devono essere armonizzati tra loro. Ne fanno parte la viscosità, la portata, lo spettro delle gocce, la sede dell'ugello, il numero di giri del miscelatore, il grado di riempimento e il momento della spruzzatura. Determinante è anche che lance di spruzzatura e tubazioni siano realizzate in modo favorevole alla pulizia e povere di spazi morti.
Così amixon® realizza l'apporto di legante e la granulazione nel miscelatore discontinuo
Dosaggio del liquido integrato come caratteristica di equipaggiamento
Le macchine amixon® quali VM, HM, AM, SH, AMK, KS e GM possono essere equipaggiate su richiesta con lance di aggiunta del liquido. Il liquido legante viene in ciò immesso direttamente nel prodotto in movimento. In alternativa o a integrazione si impiegano ugelli bifluido. Essi generano una nebulizzazione particolarmente fine e assicurano una bagnatura uniforme.
L'aggiunta avviene nella zona d'azione del rotore di taglio. In tal modo si evita la sovrabagnatura locale. La causa principale della formazione incontrollata di grumi viene così ridotta notevolmente. Anche i leganti viscosi si possono immettere in sicurezza di processo. Un recipiente di stoccaggio termoregolabile mantiene a bassa viscosità i leganti liquidi sensibili alla temperatura.
Ripartizione dei compiti nella camera di miscelazione: macromiscelazione e micromiscelazione
L'organo miscelante SinConvex® rimescola tridimensionalmente l'intero volume. Contribuisce anche all'autopulizia del miscelatore. Al tempo stesso porta continuamente polvere fresca nella zona di bagnatura. Il rotore di taglio distribuisce il liquido in modo microfine e frantuma gli agglomerati grossolani che si formano.
Lo stesso miscelatore amixon® può essere impiegato per umidificare con bassa immissione di energia, per agglomerare per accrescimento in modo delicato, per disagglomerare o per granulare. L'intensità del processo si può così adattare al singolo compito.
L'andamento della coppia e della temperatura viene monitorato tramite il PLC. Questo supporta la determinazione del punto finale. Profili di dosaggio con fasi di miscelazione intermedie possono essere memorizzati come ricetta e richiamati in modo riproducibile.
Dal lotto alla granulazione continua
Per i compiti continui il granulatore-miscelatore a strato anulare RMG completa il programma. Esso genera granuli tondi, a bassa polverosità e con distribuzione granulometrica stretta. amixon® verifica nel centro prove con il prodotto originale quale soluzione sia sensata dal punto di vista tecnico ed economico.
Messa in sicurezza nel centro prove amixon®
Prima dell'investimento c'è la dimostrazione. Nel centro prove amixon® della sede principale di Paderborn sono disponibili 35 impianti di prova in diverse taglie. Sono integrati da sedi di centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti.
Le prove si svolgono con il prodotto originale, con gradi di riempimento e dimensioni di lotto reali nonché nel campo di temperatura e di pressione 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. I risultati vengono valutati e documentati insieme agli esperti amixon®. Nasce così una base solida per il successivo dimensionamento. I rischi tecnici ed economici vengono ridotti.