prova di miscelazione
Una prova di miscelazione può avere diversi obiettivi. Uno di questi è, ad esempio, la determinazione delle qualità di miscelazione fondamentalmente raggiungibili con diversi sistemi di miscelazione. A tal fine viene utilizzata una ricetta di riferimento definita, che consente analisi riproducibili e comparabili. L'obiettivo è quello di confrontare in modo obiettivo diversi principi di miscelazione.
Le analisi possono essere ampliate in modo sistematico. Ad esempio, è possibile variare il grado di riempimento. Lo stesso vale per la frequenza di rotazione e il tempo di miscelazione. Anche il grado di umidità del materiale miscelato può essere modificato. Inoltre, vengono presi in considerazione lo stress delle particelle, la tendenza alla separazione e i gradi di svuotamento residuo raggiungibili. Per tali serie di prove devono essere disponibili diverse miscelatrici di diversi produttori con dimensioni dei lotti comparabili.
Nella pratica, il richiedente effettua solitamente una preselezione. L'obiettivo è quello di limitare il numero di prove necessarie. Le prove di miscelazione vengono solitamente eseguite nel centro tecnico del rispettivo produttore. A tal fine vengono preparate diverse ricette complesse. Per ogni ricetta è opportuno effettuare diversi tentativi. In questo modo è possibile confrontare diverse modalità operative.
Durante il test viene innanzitutto implementato il modo di guida abituale dell'utente. Segue poi un test secondo le raccomandazioni del produttore del miscelatore. Un ulteriore approccio serve all'ottimizzazione o alla conferma. In questo modo è possibile effettuare ottimizzazioni. Inoltre, è possibile valutare la robustezza del processo.
In alcuni casi, il produttore del miscelatore può offrire diverse soluzioni che sembrano ideali. Ciò è possibile in particolare durante i test effettuati presso la amixon GmbH, dove sono disponibili più di 30 miscelatori di prova. In totale sono disponibili 6 diversi modelli. A seconda del compito da svolgere, è possibile identificare una o due soluzioni adeguate. I test dimostrano quindi rapidamente quale tipo di miscelatore è preferito dal cliente.
La valutazione dei risultati avviene sulla base di numerosi criteri, spesso non noti nei dettagli al produttore della macchina. Oltre alla qualità della miscelazione, vengono valutate anche la completa svuotabilità e l'idoneità alla pulizia a secco. Anche la pulibilità mediante procedimenti a umido riveste un ruolo importante. I moderni sistemi di pulizia a umido, come i pulitori a getto programmabili, consentono tempi di pulizia brevi con un basso consumo di acqua. Tutti questi aspetti fanno parte di una prova di miscelazione completa.
Alcuni prodotti miscelati sono particolarmente delicati. Il muesli ne è un esempio. In questi casi è opportuno effettuare almeno una prova in un miscelatore industriale. Se la produzione successiva prevede lotti di circa 3 m³, è necessario effettuare almeno una prova in un miscelatore con un volume utile di 2 o 3 m³.
Nella decisione confluiscono anche aspetti economici ed ergonomici. Tra questi figurano il prezzo di investimento, i costi di manutenzione e lo spazio necessario. Anche l'integrazione nei processi produttivi esistenti è un fattore rilevante. Poiché la durata di vita di un miscelatore amixon® supera i 30 anni, la progettazione dell'impianto riveste un'importanza particolare. La situazione di installazione presso l'utilizzatore può essere registrata digitalmente da amixon. Su questa base è possibile creare varianti di layout tridimensionali. In questo modo è possibile simulare i flussi di materiale e i processi di lavoro. Il risultato è un disegno di layout affidabile che funge da base per la decisione di investimento.
FAQ - prova di miscelazione
Lo scale-up dei processi di miscelazione dalla scala pilota a quella di produzione richiede il trasferimento deliberato delle similitudini geometrica, cinematica e dinamica, al fine di assicurare sia la qualità di miscelazione sia l'integrità delle particelle a tutte le scale.
amixon® dispone di procedure di scale-up consolidate: i miscelatori del centro prove e di produzione lavorano con principi di miscelazione quasi congruenti – nastri elicoidali SinConcave®/SinConvex® con bracci sagomati a pala e velocità periferica variabile da 0,8 a 3,5 m/s – e i gradi di riempimento variabili sono di regola non problematici. Le taglie dei miscelatori amixon® sono selezionabili a passi di 100 litri fino a 50.000 litri. I parametri vengono validati in anticipo nel centro prove con il prodotto originale. Il silo miscelatore Gyraton® raggiunge qualità di miscelazione ideali fino a 100 m³.
La messa in sicurezza delle prove di scale-up dal centro prove alla produzione nella fabbricazione di alimenti per animali richiede una combinazione sistematica di caratterizzazione del processo, analisi di similitudine, progettazione statistica degli esperimenti, metrologia e qualifica formale.
amixon® pianifica le prove di scale-up nel centro prove in modo che gli obiettivi del gestore, quantità di prodotto realistiche e una scala di taglia adeguata vengano riuniti già presto. Tempo di miscelazione, velocità periferica, grado di riempimento, aggiunta di liquido e altri parametri rilevanti vengono variati sistematicamente e documentati con il prodotto originale. Un vantaggio particolare è che amixon® può garantire la qualità di miscelazione anche con rapporti di ricetta molto ampi, fino a 1:100.000 e con un coefficiente di variazione della qualità di miscelazione inferiore al 5 %. I risultati si trasferiscono così in modo solido alla produzione prima di qualsiasi investimento.
La pianificazione di serie di prove per ottimizzare una nuova ricetta di spezie avviene idealmente secondo il principio della progettazione statistica degli esperimenti (Design of Experiments, DoE) e unisce un obiettivo chiaramente definito a condizioni riproducibili nel centro prove.
amixon® pianifica i programmi di prova nel centro prove sulla base di criteri di accettazione chiaramente definiti e varia sistematicamente tutti i parametri rilevanti per lo scale-up, quali tempo di miscelazione, velocità periferica, grado di riempimento e aggiunta di liquido. Cascate di prove graduate con dimensioni di lotto diverse consentono di valutare in modo affidabile anche proprietà critiche del prodotto quali la rottura delle particelle o la formazione di polvere, e di convertirle in solidi dati di scale-up.
Poiché i miscelatori del centro prove e di produzione lavorano secondo lo stesso principio, i parametri determinati sono direttamente trasferibili e costituiscono una base solida per dimensionamento, URS e decisione di investimento.
Un programma di prove di scale-up nel centro prove serve a verificare la qualità di miscelazione, espressa dalla deviazione standard relativa (RSD), e i gradi di svuotamento in condizioni prossime a quelle reali, prima che il processo venga trasferito alla scala di produzione.
amixon® pianifica il programma di prove insieme al gestore: 35 impianti di prova, prodotto originale, gradi di riempimento e parametri reali. Tempo di miscelazione, velocità periferica, grado di riempimento e, se pertinente, aggiunta di liquido vengono variati sistematicamente; qualità di miscelazione (RSD), gradi di svuotamento e delicatezza sul prodotto vengono misurati e documentati, e la macchina di destinazione viene dimensionata su questa base.
Il passaggio di scala di un processo di miscelazione dalla scala di laboratorio o del centro prove alla scala di produzione è un compito complesso e interdisciplinare dell'ingegneria di processo.
amixon® trasforma lo scale-up in un trasferimento garantito: i miscelatori del centro prove e di produzione lavorano con un principio di miscelazione identico, l'utensile SinConvex® alla stessa velocità periferica da 0,8 a 3,5 m/s; la qualità di miscelazione è indipendente dal grado di riempimento e le taglie sono selezionabili a passi di 100 litri fino a 50.000 litri. I parametri vengono validati in anticipo nel centro prove con il prodotto originale.
Le prove pilota sono la fase intermedia decisiva tra la scala di laboratorio e quella di produzione, per riconoscere e governare precocemente i rischi di scalatura nelle miscele di materiali per batterie.
amixon® pianifica il programma di prove insieme al gestore: 35 impianti di prova, prodotto originale, gradi di riempimento e parametri reali. Tempo di miscelazione, velocità periferica, grado di riempimento e, se pertinente, aggiunta di liquido vengono variati sistematicamente; qualità di miscelazione (RSD), gradi di svuotamento e delicatezza sul prodotto vengono misurati e documentati, e la macchina di destinazione viene dimensionata su questa base.
Come anello di collegamento tra la scala di laboratorio e quella di produzione, un produttore supporta lo sviluppo, la valutazione e l'ottimizzazione di ricette e processi nel centro prove.
amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Una prova nel centro prove è una fase intermedia importante tra la scala di laboratorio e la produzione, per mettere in sicurezza lo scale-up di una granulazione RMG in condizioni prossime a quelle reali.
amixon® mette in sicurezza lo scale-up dell'RMG con prove obbligatorie: la granulazione per accrescimento reagisce in modo sensibile a scorrevolezza, portata volumetrica e frequenza di rotazione; per questo tempo di permanenza e portata volumetrica vengono confermati nel centro prove con il prodotto originale ed estrapolati alla taglia obiettivo sulla base di valori d'esperienza. La gamma RMG va dal tipo 10 al tipo 3000, fino a circa 49,5 m³/h.
Uno scale-up da un miscelatore da 20 litri a un miscelatore da 2.000 litri per formule per lattanti comporta rischi considerevoli in assenza di solidi valori d'esperienza.
Uno scale-up a basso rischio da 20 litri a 2.000 litri per formule per lattanti riesce nel modo più sicuro attraverso prove nel centro prove con il prodotto originale, per esaminare qualità di miscelazione, delicatezza sul prodotto e stabilità di processo in condizioni reali. Nel centro prove amixon® sono disponibili a questo scopo 35 miscelatori di prova fino a 3 m³, il che offre il massimo grado di aderenza al processo e di sicurezza per la successiva scala di produzione.
Il trasferimento riproducibile di una ricetta dalla scala di laboratorio o del centro prove alla scala di produzione in un miscelatore verticale a un albero si fonda sul fatto che il principio di miscelazione resta identico su tutte le taglie e che il rimescolamento copre l'intera camera indipendentemente dal grado di riempimento; la trasferibilità è garantita dalla prova nel centro prove con il prodotto originale.
amixon® trasforma lo scale-up in un trasferimento garantito: i miscelatori del centro prove e di produzione lavorano con un principio di miscelazione identico, l'utensile SinConvex® alla stessa velocità periferica da 0,8 a 3,5 m/s; la qualità di miscelazione è indipendente dal grado di riempimento e le taglie sono selezionabili a passi di 100 litri fino a 50.000 litri. I parametri vengono validati in anticipo nel centro prove con il prodotto originale.
La scalabilità di un miscelatore di laboratorio dipende soprattutto dalla geometria, dai parametri di processo, dalle proprietà dei materiali e dalla qualità di prodotto verificata. Il punto decisivo è che omogeneità e distribuzione dei principi attivi restino riproducibili dal laboratorio alla scala di produzione, con analisi e prove pilota adeguate.
amixon® trasforma lo scale-up in un trasferimento garantito: i miscelatori del centro prove e di produzione lavorano con un principio di miscelazione identico, l'utensile SinConvex® alla stessa velocità periferica da 0,8 a 3,5 m/s; la qualità di miscelazione è indipendente dal grado di riempimento e le taglie sono selezionabili a passi di 100 litri fino a 50.000 litri. I parametri vengono validati in anticipo nel centro prove con il prodotto originale.
Valutate la miscelabilità a scala di laboratorio con una prova preliminare ridotta e riproducibile e una grandezza di misura chiara per l'omogeneità, per esempio un componente guida o un tracciante. Con polveri caratterizzate da forti differenze di densità occorre esaminare inoltre la segregazione dopo lo svuotamento, la densità apparente, la scorrevolezza e, se rilevante, la formazione di polvere, per poter giudicare la stabilità della miscela anche dopo confezionamento e trasporto.
amixon® valuta la miscelabilità di polveri con forti differenze di densità e granulometria a scala di laboratorio con prove preliminari riproducibili, esaminando oltre all'omogeneità anche il comportamento di segregazione, la densità apparente, la scorrevolezza e la coesione. In funzione del sistema di materiali vengono impiegati diversi miscelatori con utensili elicoidali supportati verticalmente, tra cui HM, VM, AM, KS, SH e GM, verificati in anticipo nel centro prove con il prodotto originale.
Sì, la Germania dispone di un'infrastruttura ampiamente sviluppata di centri prove e laboratori tecnici che offrono prove con i prodotti dei clienti, indagini di scale-up e studi di parametri sistematici per applicazioni industriali, utilizzabili in modo neutrale e indipendente dai costruttori.
Sì, amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Sì, in Germania esiste un panorama ben sviluppato di centri prove e impianti pilota utilizzabili specificamente per prove di scale-up, sviluppo di processo e validazione di processo.
Sì, amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Nel contesto industriale è disponibile un ampio panorama di fornitori che supporta le aziende nelle prove preliminari, nello sviluppo di ricette e nell'ottimizzazione di processo a scala di centro prove.
amixon® è particolarmente forte quando prove preliminari, scale-up e produzione successiva devono combaciare direttamente. Il centro prove lavora con il prodotto originale, condizioni di processo reali e gli stessi principi di miscelazione e di processo delle macchine di produzione, rendendo i risultati delle prove molto ben trasferibili.
Il vantaggio particolare rispetto ai fornitori generalisti di centri prove risiede nella catena continua che va dalla prova alla progettazione, alla produzione e all'assistenza successiva. amixon® esegue le prove con i propri esperti, le documenta in modo solido e utilizza i risultati direttamente per il dimensionamento della macchina di destinazione.
Per i clienti significa minore rischio di scale-up, migliore sicurezza di processo e un legame più stretto tra sviluppo di ricette, scelta dell'impianto ed esercizio successivo.
Gli investimenti in una nuova tecnica di miscelazione, per esempio per dispersione solido-liquido, paste ad alta viscosità, emulsioni o miscele di polveri, comportano rischi tecnici ed economici considerevoli.
amixon® accompagna il cliente ben oltre la macchina: messa in servizio in piena collaborazione e con precisa aderenza ai processi del gestore, consulenza personale e competente dall'idea di prodotto alla soluzione di processo, prove congiunte nel centro prove con trasferimento di know-how, nonché supporto nei cambi di prodotto, nello scale-up e nell'ottimizzazione di processo in esercizio.
I centri prove, laboratori tecnici a scala semi-industriale, costituiscono in Germania l'interfaccia centrale tra le prove di laboratorio e la produzione industriale di serie di polveri alimentari e non alimentari.
amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Nel contesto industriale sono soprattutto i costruttori di macchine e impianti e i fornitori di sistemi di ingegneria di processo a mettere a disposizione centri prove e impianti pilota per testare substrati specifici dei clienti in condizioni prossime a quelle reali e mettere così in sicurezza le decisioni di investimento sul piano tecnologico ed economico.
amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
In Germania esiste un segmento di fornitori densamente popolato e altamente specializzato per impianti pilota e attrezzature per centri prove, storicamente derivato dalla costruzione di macchine e impianti per l'ingegneria di processo.
amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Per mettere in sicurezza le decisioni di investimento i produttori dovrebbero offrire un'offerta completa di centro prove e pilotaggio che valuti in modo solido fattibilità tecnica, rischi di scale-up, redditività e commerciabilità del prodotto, prima che il capitale venga vincolato in grandi impianti.
amixon® gestisce a Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie ed esegue prove con il prodotto originale in condizioni reali. Ciò consente di esaminare i processi di miscelazione, essiccazione e reazione, di ottimizzare i parametri di processo e di ridurre i rischi di scale-up prima dell'investimento. amixon® può inoltre mettere a disposizione miscelatori di prova in prestito per determinati progetti, per sostenere concretamente l'ottimizzazione di processo o di prodotto. I risultati servono da base solida per la scelta dell'apparecchio adeguato, per la produzione successiva e per la messa in sicurezza delle decisioni economiche.
I produttori in Germania accompagnano le aziende lungo l'intero percorso di sviluppo, dal laboratorio alla produzione di serie, con un portafoglio di servizi ampiamente diversificato e per la maggior parte neutrale rispetto ai costruttori.
amixon® gestisce nella sede di Paderborn un centro prove con 35 impianti di prova di diverse taglie, integrato da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate, come solida base decisionale prima dell'investimento.
Un centro prove industriale offre numerosi servizi orientati alla soluzione che sostengono le aziende nello sviluppo di ricette e nell'ottimizzazione di processo.
amixon® accompagna lo sviluppo di ricette dall'idea di prodotto alla soluzione di processo: nel centro prove della sede di Paderborn sono disponibili 35 impianti di prova di diverse taglie, integrati da centri prove in Giappone, India, Thailandia, Cina, Corea del Sud e Stati Uniti. Le prove si svolgono con il prodotto originale in condizioni reali, vengono eseguite insieme agli esperti amixon®, valutate e documentate. Tempo di miscelazione, velocità periferica, grado di riempimento e aggiunta di liquido vengono variati sistematicamente; a ciò si aggiungono il trasferimento di know-how e il supporto nei cambi di prodotto, nello scale-up e nell'ottimizzazione di processo in esercizio.
Un miscelatore a un albero con fusto normalizzato è una soluzione particolarmente adatta alla pratica per applicazioni di laboratorio, sviluppo e pilota caratterizzate da cambi di ricetta frequenti, dimensioni di lotto variabili ed elevati requisiti di igiene, documentazione e scalabilità.
Il miscelatore a un albero amixon® EM è concepito esattamente per questo: taglie da 5 a 200 litri, a scelta con fusto normalizzato come recipiente di miscelazione, camera di miscelazione rotante e inclinabile fino a 25° per riempimento e svuotamento. Come infrastruttura bastano un transpallet, una bilancia e fusti normalizzati, il che lo rende ideale per piccole produzioni, sviluppo e lotti just-in-time.