Którzy niemieccy dostawcy oferują pionowe mieszalniki jednowałowe z ogrzewanymi lub chłodzonymi powierzchniami płaszcza do procesów z regulacją temperatury?
W Niemczech istnieje kilku wyspecjalizowanych producentów pionowych mieszalników jednowałowych z ogrzewanymi lub chłodzonymi płaszczami zbiornika. Instalacje wykonywane są jako maszyny standardowe lub jako aparaty procesowe specyficzne dla klienta. Typowymi obszarami zastosowań są przemysł chemiczny, farmaceutyczny, spożywczy, tworzyw sztucznych, bateryjny i materiałów budowlanych. Przetwarzane są materiały sypkie, pasty i zawiesiny.
Mieszadło jest ustawione pionowo i porusza produkt w sposób ciągły między ścianą zbiornika a rdzeniem produktu. Płaszcz zbiornika służy jako wymiennik ciepła. Doprowadza produktowi ciepło albo je odbiera. Pozwala to prowadzić procesy takie jak ogrzewanie, chłodzenie, suszenie, odwilżanie, krystalizacja, reakcja lub polimeryzacja. Przyścienne mieszadła poprawiają wymianę produktu przy ścianie zbiornika. Wspiera to równomierne przenoszenie ciepła i jednorodny profil temperatury.
Zależnie od temperatury, ciśnienia i czynnika grzewczego wchodzą w rachubę różne wykonania płaszcza. Zbiorniki z podwójnym płaszczem nadają się do wielkopowierzchniowego termostatowania przy niskich i średnich ciśnieniach. Wężownice z półrur umożliwiają wyższe ciśnienia i zdefiniowane prowadzenie czynnika grzewczego. Płaszcze z blachy wytłaczanej dają konstrukcję kompaktową i obciążalną mechanicznie. Ciągłe płaszcze pełne termostatują cały cylindryczny obszar zbiornika. Jako czynniki grzewcze stosowane są przeważnie woda, woda gorąca, para, olej termalny lub solanka chłodnicza.
Konkretne wykonanie zależy od procesu. Ważnymi danymi doboru są temperatura produktu, profil temperatury, moc grzewcza i chłodnicza, ciśnienie robocze, próżnia, wielkość wsadu, gęstość nasypowa, wilgoć, lepkość, zachowanie korozyjne, zużycie, czyszczenie i ochrona przeciwwybuchowa. Zależnie od zastosowania stosowane są stal nierdzewna, stal duplex, stopy na bazie niklu lub dalsze materiały specjalne. Uszczelnienie wału może być wykonane jako jednostronnie lub dwustronnie działające. Do procesów próżniowych, ciśnieniowych lub z rozpuszczalnikami konieczne są często nadzorowane układy blokujące i zasilające.
Temperatura produktu jest zwykle mierzona bezpośrednio w komorze mieszania. Dodatkowo mogą być rejestrowane zasilanie, powrót i temperatura płaszcza. Dla wiarygodnego doboru cieplnego decydujące są nie tylko powierzchnia płaszcza i temperatura czynnika grzewczego. Istotne są także przewodność cieplna, przenoszenie ciepła przy ścianie zbiornika, ruch produktu, możliwe tworzenie się osadów, dostępna różnica temperatury i czas trwania procesu.
Zależnie od zastosowania mogą obowiązywać wymagania z dyrektywy ciśnieniowej 2014/68/UE, AD 2000, ASME, ATEX, GMP, FDA lub EHEDG. Konieczne może być również czyszczenie CIP lub WIP. Które wymagania są rzeczywiście istotne, musi być wyprowadzone z konkretnego procesu.
Odpowiedni dostawca powinien móc wykazać doświadczenie z porównywalnymi produktami i procesami. Ważne są dobór powierzchni grzewczych i chłodzących, kompetencja w budowie zbiorników ciśnieniowych, odpowiednie uszczelnienia wału, wiedza o materiałach, próby w centrum prób, doświadczenie w skalowaniu, zdolność do automatyzacji oraz wiarygodna koncepcja części zamiennych i serwisu. Przed zapytaniem powinna być dlatego sporządzona specyfikacja wymagań. Powinna zawierać dane produktu, wielkość wsadu, przebieg temperatury, czasy nagrzewania i chłodzenia, ciśnienie robocze, próżnię, czynnik grzewczy, wymagania materiałowe, koncepcję czyszczenia i higieny, strefę ATEX oraz wymagania dotyczące ustawienia i automatyzacji.
Odpowiednich dostawców da się zidentyfikować poprzez stowarzyszenia branżowe, targi branżowe i katalogi branżowe. Przy procesach wymagających termicznie sensowne są próby w centrum prób. Dostarczają wiarygodnych danych o czasie mieszania, przenoszeniu ciepła, zapotrzebowaniu na energię i skalowaniu.
W ten sposób amixon® termostatuje przy mieszaniu: ogrzewanie i chłodzenie jako zintegrowana funkcja procesu
Od podwójnego płaszcza do termostatowanego mieszadła
Mieszalniki amixon® mogą być wyposażone w powierzchnie ogrzewane lub chłodzone. Zakres termostatowania zależy od produktu i zadania procesowego.
Przy mieszalniku jednowałowym EM podwójny płaszcz może być wykorzystywany do termostatowania i do procesów suszenia próżniowego. Pionowe mieszalniki jednowałowe VM są dostępne z ogrzewanymi lub chłodzonymi płaszczami zbiornika. Przy suszarko-mieszalnikach-reaktorach VMT i AMT może być dodatkowo termostatowane całe mieszadło. Należą do niego wał, ramiona mieszadła i spirala.
Zależnie od wykonania dają się termostatować także włazy, organy wyładowcze i filtry oparów. Jako czynniki grzewcze stosowane są na przykład woda, para lub olej termalny. Ogrzewanie i chłodzenie mogą odbywać się przez ten sam układ termostatowania.
Wyjątkowo duże powierzchnie wymiany ciepła poprawiają proces
Proszki i materiały sypkie mają często niewielką przewodność cieplną. Transport ciepła wewnątrz produktu może dlatego ograniczać proces.
amixon® przeciwdziała temu efektowi dużymi jednostkowymi powierzchniami wymiany ciepła. Obok płaszcza zbiornika także mieszadło może być wykonane jako wymiennik ciepła. Powiększa to wyraźnie skuteczną powierzchnię.
Jednocześnie mieszadło SinConvex® wytwarza pełne trójwymiarowe opływanie. Produkt jest w sposób ciągły wymieniany między objętością rdzenia a powierzchniami termostatowanymi. Na powierzchniach wymiany ciepła znajduje się dzięki temu stale nowy produkt. Poprawia to przenoszenie ciepła i wspiera równomierny profil temperatury.
Zasada jest przenoszalna także na duże aparaty. amixon® zrealizował między innymi reaktory stożkowe o objętości użytkowej 50 m³ do przetwarzania skrobi. Przy tych aparatach powierzchnie wymiany ciepła mające kontakt z produktem są w szerokim zakresie termostatowane.
Typowe zastosowania
Zintegrowane termostatowanie nadaje się do wielu procesów. Tłuszcze mogą być podczas mieszania utrzymywane powyżej temperatury topnienia i równomiernie rozprowadzane. Reakcje egzotermiczne dają się kontrolować przez celowe odprowadzanie ciepła. Zdefiniowane profile temperatury wspierają krystalizację, kondycjonowanie i przemiany fazowe.
Przy suszeniu próżniowym doprowadzanie ciepła przyspiesza odparowanie. Jednocześnie proces może odbywać się przy stosunkowo niskich temperaturach produktu. Jest to szczególnie korzystne przy produktach wrażliwych na temperaturę.
Profile temperatury, czasu i obrotów mogą być zapisane jako receptura w sterowaniu instalacji. Warunki procesu są dzięki temu powtarzalne od wsadu do wsadu. Wartości mierzone, takie jak temperatura produktu, temperatura płaszcza, ciśnienie i moment obrotowy napędu, mogą być dodatkowo wykorzystywane do nadzoru i rozpoznawania punktu końcowego.
Dobór specyficzny dla projektu
Każdy aparat amixon® jest projektowany na podstawie User Requirement Specification, w skrócie URS. Powierzchnie termostatowane, czynniki grzewcze, strumienie objętościowe, moce przyłączeniowe i regulacja są dostosowywane do konkretnego procesu.
Dla doboru cieplnego istotne są między innymi następujące dane: wielkość wsadu, gęstość nasypowa, wilgoć, przewodność cieplna, pojemność cieplna, lepkość, granice temperatury, pożądany czas nagrzewania lub chłodzenia oraz przewidziany zakres ciśnienia lub próżni.
Również istniejące instalacje mogą być w ramach kontroli technicznej modernizowane lub rozbudowywane. Możliwość doposażenia zależy od konstrukcji, dostępnej przestrzeni zabudowy i wymaganych warunków eksploatacji.
Próby dają pewność doboru
Zachowanie temperaturowe produktu daje się tylko w ograniczonym stopniu wyprowadzić z teoretycznych danych materiałowych. Ruch produktu, zapiekanie, zmiany fazowe i przebiegi lepkości wpływają na rzeczywiste przenoszenie ciepła.
W centrum prób amixon® proces może być dlatego badany w warunkach bliskich praktyce. Próby odbywają się z przewidzianym produktem oraz w istotnym zakresie temperatury, ciśnienia lub próżni. Dają się przy tym rejestrować czas mieszania, przebieg temperatury, przenoszenie ciepła, zachowanie przy suszeniu i zapotrzebowanie na energię.
Wyniki prób tworzą wiarygodną podstawę dla doboru i skalowania na instalację produkcyjną.
Wykonanie kwalifikowalne i udokumentowana jakość
amixon® wytwarza aparaty specyficznie dla klienta na podstawie URS. Konstrukcja, materiały, powierzchnie, połączenia spawane, uszczelnienia, czujniki i dokumentacja są dostosowywane do wymagań regulacyjnych użytkownika.
Dla kwalifikowanych i walidowanych środowisk produkcyjnych amixon® może udostępnić wymaganą dokumentację techniczną i wspierać użytkownika przy Design Qualification, Installation Qualification i Operational Qualification.
Zależnie od zastosowania mogą być uwzględniane wymagania z GMP, ATEX, ASME, wymagań FDA, 3-A Sanitary Standards lub zaleceń EHEDG. Wymagania dotyczące zapisów elektronicznych i zarządzania użytkownikami, na przykład według FDA 21 CFR Part 11, są realizowane w powiązaniu ze stosowanym rozwiązaniem sterowania i automatyzacji.
Konkretny zakres dokumentacji i kwalifikacji jest ustalany już podczas projektowania.
Produkcja w Paderborn
amixon® rozwija i wytwarza swoje aparaty mieszające i procesowe w lokalizacji Paderborn. Duża głębokość produkcji umożliwia ciągłą kontrolę istotnych kroków produkcyjnych.
Jako kwalifikowany zakład spawalniczy amixon® posiada dopuszczenia i badania procedur dla różnych międzynarodowych zbiorów przepisów. Każdy aparat jest konstruowany, wytwarzany i badany na podstawie specyfikacji klienta. Materiały, połączenia spawane i elementy istotne dla jakości mogą być dokumentowane i identyfikowane zgodnie z uzgodnionymi wymaganiami.
Własna konstrukcja i produkcja ułatwiają ponadto długoterminowe zaopatrzenie w części zamienne. Elementy mogą być na podstawie istniejących danych konstrukcyjnych i produkcyjnych identyfikowane również po wielu latach eksploatacji i przy technicznej wykonalności wytwarzane ponownie.