Come può una prova nel centro prove contribuire a ridurre i rischi nello scale-up della granulazione RMG?
Una prova nel centro prove è una fase intermedia centrale tra laboratorio e produzione, per mettere in sicurezza lo scale-up di una granulazione a strato anulare in condizioni prossime alla pratica. Aiuta a riconoscere precocemente i parametri di processo critici, il comportamento del materiale e i potenziali punti deboli, prima che il processo fallisca in grande scala in modo costoso o rischioso.
Tra i contributi più importanti di una prova nel centro prove rientrano i punti seguenti.
Verifica della scalabilità dei parametri di processo
Alla scala del centro prove si possono variare sistematicamente la velocità dell'utensile, il numero di giri del chopper, il grado di riempimento, la portata di aggiunta del liquido e le condizioni di spruzzatura. Si verifica così se le impostazioni determinate in laboratorio forniscono granulati stabili e conformi alla specifica anche con un volume maggiore.
Validazione dei numeri caratteristici di scalatura
Numeri caratteristici adimensionali come il numero di Froude e il numero di Newton nonché la velocità periferica (tip speed) supportano il trasferimento delle condizioni di processo tra la scala di laboratorio, quella del centro prove e quella di produzione. Questo riduce il rischio che dimensione delle particelle, densità, comportamento di scorrimento o comprimibilità cambino in modo inatteso in grande scala.
Il numero di Froude si riferisce ai miscelatori rotativi a caduta libera, a tamburo e a proiezione, così come ai sistemi con utensile di miscelazione supportato in orizzontale. Nei miscelatori verticali con rimescolamento forzato non è un criterio di dimensionamento né di scale-up. Là è determinante che il principio di miscelazione resti identico su tutte le taglie e che il rimescolamento interessi l'intera camera di miscelazione indipendentemente dal grado di riempimento; la trasferibilità viene messa in sicurezza nel centro prove con il prodotto originale.
Ottimizzazione della distribuzione del liquido e della bagnatura
Nel centro prove si vede se il liquido legante viene distribuito in modo uniforme o se si verificano sovrabagnatura, formazione di grumi o una formazione insufficiente di granulato. Posizione dell'ugello, pressione di spruzzatura e portata di aggiunta possono quindi essere adattate in modo mirato.
Determinazione sicura del punto finale del processo
In base a coppia, potenza assorbita o andamento della temperatura si può definire meglio il punto finale della granulazione adeguato. Questo è determinante, perché un'interruzione troppo precoce o troppo tardiva influenza notevolmente la qualità del granulato.
Valutazione del comportamento del materiale e dei processi a valle
Diventa riconoscibile come materie prime, leganti e coadiuvanti reagiscono al taglio, all'aggiunta di umidità e allo sviluppo di calore e come la qualità del granulato che ne risulta influenza le fasi a valle come essiccazione, vagliatura, compressione in compresse o riempimento di capsule.
Riduzione delle perdite di materiale e dei rischi di sviluppo
Le prove fallite alla scala di produzione sono costose. Le prove nel centro prove richiedono meno materiale e permettono di identificare e minimizzare i rischi prima della produzione in serie.
Così amixon® scala la granulazione a strato anulare (RMG) dalla scala di laboratorio a quella di produzione
Dal punto di vista di amixon® lo scale-up della granulazione a strato anulare (RMG) è per principio basato sulle prove e non è rappresentabile con un procedimento di scale-up puramente di calcolo e garantito. I granulatori RMG in esecuzione orizzontale svolgono in questo un ruolo secondario; lo sviluppo effettivo si concentra su sistemi di miscelazione con alberi dell'organo miscelante disposti verticalmente.
Scale-up basato sulle prove invece di un approccio di calcolo
Nel granulatore-miscelatore a strato anulare si instaura un equilibrio specifico del prodotto tra formazione e distruzione del grano, governato da velocità periferica, tempo di permanenza, immissione di liquido e granulabilità del prodotto. amixon® sottolinea che a questo scopo sono necessarie prove nel centro prove con il prodotto originale, perché le portate volumetriche reali possono discostarsi dai valori di catalogo e uno scale-up puramente di calcolo sarebbe poco serio. Dai dati di prova (distribuzione granulometrica, stabilità del granulato, tempo di permanenza, portata volumetrica) il passaggio alla taglia obiettivo viene estrapolato sulla base dell'esperienza.
Costanza costruttiva e spostamento del rischio
Su tutte le taglie RMG restano costanti parametri costruttivi essenziali: camera di miscelazione tonda, lavorata per asportazione, con distanza definita tra utensile e parete, doppie pareti termoregolabili in opzione, utensili resistenti all'usura, campionatori integrati e supportazione smorzante le vibrazioni per le macchine grandi. Il rischio di scale-up viene così spostato deliberatamente nella prova documentata nel centro prove prima dell'investimento, e non nella fase di avviamento dell'impianto di produzione.
Focus sui sistemi di miscelazione verticali
Strategicamente amixon® concentra lo sviluppo su sistemi di miscelazione verticali come i miscelatori a uno e a due alberi (VM, HM), i miscelatori conici (AM) nonché i reattori essiccatori-miscelatori (VMT, AMT) e altre forme costruttive verticali (Gyraton® GM, EM, COM). Questi apparecchi vengono prodotti in taglie finemente graduate, dalla scala del centro prove a quella della grande produzione, e coprono gradi di riempimento da circa il 10 al 100 % senza compromettere la qualità di miscelazione.