Come realizzare uno scale-up robusto per la granulazione di fertilizzanti con distribuzione granulometrica costante?
Uno scale-up robusto nella granulazione di fertilizzanti significa: trasferire il processo dal laboratorio o dal centro prove alla produzione in modo che la distribuzione granulometrica e la qualità del prodotto restino uguali. Determinante non è il puro ingrandimento dell'impianto, ma il mantenimento stabile delle condizioni di processo rilevanti.
A tale scopo materie prime e lotto di riferimento devono prima essere caratterizzati con precisione, per esempio tramite dimensione delle particelle, densità apparente, umidità, comportamento del legante e bagnatura. La distribuzione obiettivo viene poi fissata tramite valori caratteristici quali d10, d50, d90 e span.
A seconda del procedimento di granulazione valgono criteri di scale-up diversi. Particolarmente importanti sono per esempio il numero di Froude, il grado di riempimento, il tempo di permanenza e l'apporto di energia.
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.
La stessa distribuzione granulometrica si ottiene solo se nucleazione, crescita, agglomerazione, rottura e abrasione agiscono insieme in modo controllato. Per questo la portata di spruzzatura, l'essiccazione, l'aggiunta di liquido e la trasmissione del calore devono essere adattate congiuntamente.
Il modo più sicuro è un procedere combinato di prove pilota, progettazione statistica degli esperimenti e monitoraggio analitico di processo. Così il processo di granulazione si può trasferire in modo robusto alla produzione.
Così amixon® scala la granulazione a strato anulare (RMG) dalla scala di laboratorio a quella di produzione
Il granulatore-miscelatore a strato anulare RMG di amixon® si presta alla granulazione continua di fertilizzanti in granuli tondi di dimensione simile. La camera di miscelazione è realizzata particolarmente tonda e lavorata per asportazione di materiale. Questo favorisce un flusso di prodotto uniforme e una distribuzione granulometrica riproducibile.
Lo scale-up robusto riesce soprattutto quando l'equilibrio tra formazione e distruzione del grano viene condotto in modo stabile. A tal fine sono determinanti un dosaggio preciso di polveri e liquidi, distanze definite degli utensili dalla parete e una velocità periferica adeguata. Così la distribuzione granulometrica resta riproducibile anche quando l'impianto diventa più grande.
Per le prove è disponibile presso amixon® anche un RMG 10 molto piccolo. Con esso si possono verificare precocemente le finestre di processo e trasferirle successivamente a impianti più grandi. Questo aumenta la sicurezza di processo e facilita il percorso dal centro prove alla produzione. amixon® può offrire, fabbricare e manutenere miscelatori a strato anulare e agglomeratori-miscelatori a strato anulare del tipo RMG; questa classe non viene tuttavia sviluppata ulteriormente, perché lavora con un albero di miscelazione disposto orizzontalmente. Il focus dello sviluppo è sui miscelatori di precisione con alberi di miscelazione verticali o inclinati.