Quali strutture modulari consentono il retrofit di camicie di riscaldamento/raffreddamento o di sensoristica aggiuntiva?
Un ampliamento successivo di impianti di processo con sensoristica è in molti casi ben realizzabile. Il retrofit di un mantello di riscaldamento o raffreddamento, invece, è decisamente più impegnativo e non è una pura questione di costruzione modulare. In particolare con recipienti a pressione, impianti sottovuoto o apparecchi di processo igienici, ogni modifica costruttiva deve essere valutata dal punto di vista statico, termico e della sicurezza.
La sensoristica aggiuntiva è più semplice da installare a posteriori quando, già in fase di progettazione, sono stati previsti attacchi di riserva. Sono adatti per esempio flange cieche, raccordi di processo igienici o punti di misura predisposti per temperatura, pressione, pressione differenziale, umidità, livello o sonde analitiche. Tali attacchi consentono l'installazione di sensori aggiuntivi senza dover successivamente tagliare il recipiente o saldare nuovi raccordi. Nelle applicazioni igieniche, gli attacchi dei sensori devono essere a filo, adatti alla pulizia e progettati in modo da non generare spazi morti. I sensori nei recipienti dovrebbero essere installati il più possibile a filo con la parete interna del recipiente.
Anche i tratti di tubazione possono essere ampliati in modo modulare. Elementi intermedi strumentati, bobine di misura o pezzi a T consentono per esempio il retrofit di misuratori di portata, sensori di conduttività, punti di misura della temperatura o trasmettitori di pressione. Il presupposto è che vengano considerati lunghezza di montaggio, livello di pressione, materiale, concetto di tenuta e pulibilità. Negli impianti idonei a CIP o SIP, l'ampliamento non deve generare zone scarsamente attraversate dal flusso, poiché queste possono compromettere pulibilità e validabilità.
Le costruzioni a skid e a telaio facilitano soprattutto il retrofit di componenti esterni. Tra questi rientrano gruppi di riscaldamento o raffreddamento, pompe di ricircolo, isole di valvole, filtri, scambiatori di calore, condensatori, pompe per vuoto e punti di misura aggiuntivi nella tubazione. Una struttura a telaio aperta e ben accessibile crea spazio per questi ampliamenti e semplifica la manutenzione e le successive modifiche. Non sostituisce tuttavia la verifica tecnica necessaria quando deve essere modificato il vero e proprio recipiente di processo.
Un mantello di riscaldamento o raffreddamento può essere aggiunto in modo relativamente semplice solo se il recipiente è stato predisposto per questo fin dall'inizio. Sono possibili per esempio segmenti di mantello previsti in fase costruttiva, serpentine a semitubo o un mantello esterno separato e installabile in un secondo momento. Nella pratica, tuttavia, devono essere verificati spessore della parete, pressione di esercizio ammissibile, stabilità sotto vuoto, dilatazione termica, saldature, supporti, isolamento e regolabilità del fluido termovettore. Un mantello saldato successivamente modifica la sollecitazione del recipiente e può influire sulla conformità con la progettazione originaria come attrezzatura a pressione.
Per le attrezzature a pressione, una modifica sostanziale può comportare che l'impianto modificato debba essere nuovamente valutato e documentato. Se recipienti a pressione o gruppi costruttivi vengono modificati in modo tale da poterne influenzare la conformità, per chi è responsabile della modifica possono derivare, a seconda dei casi, obblighi da fabbricante ai sensi della direttiva sulle attrezzature a pressione. La valutazione tecnica dovrebbe quindi essere effettuata dal produttore originale o da un ente qualificato.
Sul lato dell'automazione, ingressi e uscite liberi, stazioni I/O decentralizzate, cavi di riserva, riserve nel quadro elettrico e interfacce di comunicazione standardizzate facilitano l'integrazione di sensori aggiuntivi. Sono inoltre importanti riserve di potenza elettrica sufficienti, il grado di protezione adeguato, la considerazione dei requisiti ATEX, nonché un adeguamento del software di controllo, dei limiti di allarme, delle ricette e della documentazione di lotto.
La miglior possibilità di retrofit nasce da una pianificazione lungimirante. Porte di riserva, posizioni per flange libere, tubi vuoti, capacità I/O aggiuntive e riserve di spazio sullo skid dovrebbero essere previste già nella progettazione di base. La sensoristica può quindi essere per lo più integrata in modo economicamente vantaggioso. Per i mantelli di riscaldamento o raffreddamento vale invece quanto segue: un retrofit è tecnicamente possibile, ma deve sempre essere pianificato, valutato e documentato come modifica costruttiva dell'apparecchio di processo.
Modularità negli impianti amixon®
Gli impianti amixon® vengono progettati in modo specifico per il progetto secondo la User Requirement Specification. Ciò consente di prevedere già in fase di progettazione attacchi di riserva, punti di misura aggiuntivi, capacità di automazione libere e spazio per ampliamenti futuri. Un'effettiva possibilità di retrofit dipende tuttavia sempre da forma costruttiva, materiale, livello di pressione, progettazione del vuoto, concetto igienico e automazione esistente.
La sensoristica aggiuntiva è di norma la più semplice da installare a posteriori. Il presupposto sono raccordi di processo esistenti, flange cieche, punti di misura o posizioni di montaggio idonee nelle tubazioni. Attraverso di essi possono essere rilevati per esempio temperatura, pressione, pressione differenziale, livello, umidità o altre grandezze di misura vicine al prodotto. Nelle applicazioni igieniche i punti di misura devono essere realizzati in modo adatto alla pulizia, a basso contenuto di spazi morti e coerente con il rispettivo concetto di tenuta e di materiali.
Anche l'automazione può essere predisposta in modo modulare. Ingressi e uscite liberi, stazioni I/O decentralizzate, cavi di riserva e interfacce di comunicazione standardizzate facilitano la successiva integrazione di sensori aggiuntivi, gruppi di dosaggio o dispositivi di sicurezza. Dopo un ampliamento, tuttavia, devono essere adeguati il software di controllo, i limiti di allarme, le ricette, la documentazione di lotto ed eventualmente la documentazione di validazione.
Mantelli di riscaldamento e raffreddamento
I mantelli di riscaldamento o raffreddamento sono da considerare solo in modo limitato come un semplice retrofit. Con VMT e AMT, la camera di miscelazione e, a seconda dell'esecuzione, anche gli utensili di miscelazione possono essere realizzati in versione termoregolabile. Se una termoregolazione possa essere aggiunta successivamente, tuttavia, non è una questione standard di modularità, ma una modifica tecnica dell'apparecchio.
Per un retrofit devono essere verificati, tra l'altro, la parete del recipiente, la pressione ammissibile, la stabilità sotto vuoto, la dilatazione termica, le saldature, il materiale, i supporti, l'isolamento, la potenza di riscaldamento o raffreddamento nonché il concetto di regolazione. Se un recipiente esistente viene modificato con un mantello, serpentine a semitubo o attacchi aggiuntivi, ciò può influire sulla progettazione originaria come attrezzatura a pressione. È quindi necessaria una verifica da parte del produttore o di un ente qualificato.
Funzioni ampliabili
A seconda dell'esecuzione di base esistente possono essere aggiunti per esempio aggiunte di liquidi, lance di dosaggio, ugelli, rotori di taglio, lance di lavaggio, campionamenti, organi di scarico o sensoristica aggiuntiva. Se un modulo di questo tipo possa essere installato a posteriori deve essere verificato per la macchina concreta. Determinanti sono la situazione di montaggio meccanico, l'esecuzione igienica, la potenza elettrica, la protezione dalle esplosioni e gli effetti sul comportamento di processo.
Un utensile di miscelazione o un rotore di taglio, per esempio, può modificare l'intensità di miscelazione e la disagglomerazione. Un tale ampliamento richiede quindi non solo una verifica meccanica di fattibilità, ma anche una valutazione ingegneristica con il prodotto originale.
Prove e documentazione
Prima di un retrofit dovrebbe essere verificato se l'ampliamento previsto porti il beneficio desiderato. Decisivi sono in questo caso qualità di miscelazione, andamento della temperatura, movimento del prodotto, pulibilità, svuotamento, apporto di energia ed eventualmente l'umidità residua. Le prove con il prodotto originale possono costituire la base per la scelta di sensoristica, potenza di termoregolazione e parametri di processo.
Nelle applicazioni regolamentate occorre inoltre valutare gli effetti su qualifica, validazione della pulizia, software, documentazione di lotto e integrità dei dati. Una modifica sostanziale a un'attrezzatura a pressione o a un impianto di processo igienico può richiedere una nuova valutazione tecnica e una documentazione integrativa.