Czy istnieją mieszalniki kontenerowe COM, które można sprzęgać bezpośrednio z beczkami lub IBC?
Tak. Istnieją mieszalniki kontenerowe, które mają duże otwory i dają się sprzęgać bezpośrednio ze znormalizowanymi pojemnikami transportowymi i magazynowymi, takimi jak beczki, na przykład beczki 200-litrowe stalowe lub z tworzywa, albo IBC. Dany pojemnik jest przy tym wykorzystywany sam jako komora mieszania, tak że nie jest konieczne przesypywanie do osobnego zbiornika mieszalniczego.
Zasadniczo ugruntowały się dwie odmiany:
- Mieszadło wchodzi do beczki lub do kontenera, homogenizuje produkt i następnie ponownie wyjeżdża (typowo do wielkości około 4 m³).
- Beczka jest obracana o około 180° lub odwracana, tak że mieszadło może zhomogenizować materiał w pojemniku; następnie układ obraca się z powrotem do położenia wyjściowego.
W obu przypadkach idealnie zmieszany produkt znajduje się bezpośrednio w beczce lub w kontenerze.
Realizacja techniczna
Układy zaciskowe, mocujące i przyjmujące
Specjalne ramiona zaciskowe, urządzenia mocujące albo konstrukcje klatkowe i ramowe unieruchamiają beczkę lub IBC pewnie na agregacie mieszającym. Zależnie od układu stosowane są szczęki mocujące hydrauliczne, pneumatyczne lub mechaniczne, które przejmują siły powstające przy mieszaniu, czyli skręcanie oraz ruchy przechylania i zataczania.
Adaptery i mocowania modułowe
Dla różnych geometrii pojemników, takich jak beczki okrągłe, kwadratowe IBC lub różne wysokości, stosowane są płyty adaptacyjne, kosze wkładane lub wkładki redukcyjne. Pokonują one różnice wymiarów i zapewniają geometryczną zgodność z mocowaniem standardowym mieszalnika.
Kinematyka ruchu
Typowymi zasadami mieszania są mieszanie zataczające i 3D albo obrót wokół nachylonej osi. Pojemnik jest poruszany jako całość, bez zanurzania narzędzia mieszającego w produkcie. Umożliwia to intensywne wymieszanie, często z pozycją pojemnika zoptymalizowaną pod kątem opróżniania.
Cechy bezpieczeństwa i wyposażenia
Zamknięte obudowy ochronne, nadzór położeń końcowych, kontrola wyważenia i niewyważenia oraz opcjonalnie wykonania zgodne z ATEX są stanem techniki przy zastosowaniach z pyłami palnymi lub rozpuszczalnikami.
Zalety procesowe
- Unikanie zanieczyszczeń krzyżowych, ponieważ produkt nie opuszcza pierwotnego pojemnika.
- Zmniejszony nakład na czyszczenie, ponieważ nie trzeba czyścić stacjonarnych zbiorników mieszalniczych ani trwale zainstalowanych organów mieszających mających kontakt z produktem.
- Manipulacja niskopyląca lub bezpyłowa, w szczególności przy proszkach toksycznych lub silnie pylących, ponieważ układ pozostaje zamknięty podczas mieszania.
- Wysoka identyfikowalność, ponieważ każdy wsad pozostaje w przypisanym mu pojemniku.
- Zintegrowany łańcuch procesu, ponieważ ten sam pojemnik może być wykorzystywany do transportu, składowania, mieszania oraz następujących etapów dozowania lub napełniania.
- Przydatność dla produktów wymagających, na przykład proszków wrażliwych na pylenie, higroskopijnych lub istotnych z punktu widzenia GMP w farmacji, chemii precyzyjnej i przemyśle spożywczym.
Wymagania i granice
Stabilność mechaniczna pojemnika
Beczka lub IBC muszą być zaprojektowane na dynamiczne obciążenia procesu mieszania, czyli obrót, ruch zataczający i siły przyspieszenia. Przy IBC z tworzywa sztucznego konieczne jest odpowiednie dopuszczenie pojemnika.
Szczelność
Układy pokryw i pierścieni zaciskowych muszą zamykać się szczelnie wobec pyłu i cieczy, aby uniknąć nieszczelności podczas ruchu.
Dopuszczalna masa całkowita
Masa brutto napełnionego pojemnika, wraz z adapterem, musi mieścić się w nośności napędu mieszalnika oraz urządzenia podnoszącego i mocującego.
Zgodność geometryczna
Wymiary pojemnika muszą pasować do obszaru roboczego układów przyjmujących i mocujących, aby zapewnić ustawienie centryczne i stabilny przebieg środka ciężkości.
Stopień napełnienia
Użyteczny stopień napełnienia wynosi typowo od 40 do 70 % objętości kontenera, aby do dyspozycji pozostała wystarczająca wolna objętość dla przetłaczania produktu, a tym samym dla skutecznego działania mieszającego.
Tak – w ten sposób amixon® sprzęga mieszalnik kontenerowy COM bezpośrednio z pojemnikami i IBC
amixon® wykonuje trzy rodzaje kontenerowych instalacji mieszających: (a) system COM, (b) system AM i (c) system EM.
a) COM: kontener jest komorą mieszania
Ta koncepcja może być realizowana do wielkości wsadu 4 m³.
W mieszalniku kontenerowym amixon® COM sam kontener na materiały sypkie służy jako zbiornik mieszalniczy. Wstęgowe mieszadło SinConcave®/SinConvex®-MultiPlane® jest wprowadzane od góry w produkt, kontener zamykany gazoszczelnie, a proces mieszania przeprowadzany bezpośrednio w pojemniku. Następnie mieszadło wyjeżdża w pracy nawrotnej wolno z materiału mieszanego; kontener jest wyjmowany, a gotowa mieszanina pozostaje w nim.
Wymiarowo dokładne Mixtainer® służą jako standardowe naczynia mieszalnicze. Pojemnik staje się tym samym naczyniem dozującym, mieszalniczym, transportowym i zasilającym dla maszyn napełniających, ekstruderów lub przygotowania substancji ciekłych – proces mieszania włącza się bezpośrednio w logistykę produkcji opartą na IBC.
Mieszanie precyzyjne zamiast zataczania
W odróżnieniu od mieszalników zataczających lub obrotowych, w których pojemnik jest poruszany jako całość, COM pracuje ze spiralnym mieszadłem kontrolującym całą objętość. Dzięki temu składy komponentów o stosunkach masowych do 1:100.000 dają się technicznie idealnie zhomogenizować – również przy silnie różniących się gęstościach nasypowych, wielkościach cząstek i przy udziale komponentów ciekłych lub wilgotnych. Opcjonalnie dostępne są rotory tnące i dozowanie cieczy bezpośrednio w strefie działania rotorów tnących. Trójwymiarowe pełne przemieszczanie objętości, na obwodzie w górę i w centrum w dół, osiąga wysoką jakość mieszania już przy niskim stopniu napełnienia – w pracy bez rotora tnącego wystarcza minimalny stopień napełnienia około 15 %, przy załączonym rotorze tnącym powinien on wynosić co najmniej 60 %; komora mieszania jest projektowalna dla zastosowań w strefie ATEX 20.
Rozdzielona produkcja i higiena
Mieszalnik kontenerowy wspiera rozdzieloną produkcję zleceniową: odważanie, mieszanie i napełnianie odbywają się w oddzielonych obszarach. Podczas gdy w jednej strefie trwa przezbrajanie lub czyszczenie, produkcja biegnie dalej w innych strefach – wyraźny zysk wydajności przy często zmieniających się recepturach. Do automatycznego czyszczenia na mokro i osuszania mieszadła można zadokować Washtainer®. Na życzenie instalacje spełniają standardy EHEDG, FDA i 3-A Sanitary; typowe wielkości leżą między około 100 a 4.000 litrów.
b) Dygresja: mieszalnik stożkowy AM 1500 z napełnianiem i opróżnianiem kontenerowym
Ten układ pracuje z tanimi standardowymi kontenerami na materiały sypkie. Z powodu małych króćców napełniających i opróżniających układ pracuje niemal bezpyłowo.
Mieszalnik stożkowy amixon® wielkości AM 1500 wykorzystuje standardowe kontenery na materiały sypkie do napełniania i opróżniania. Dzięki temu można rozdzielić w czasie i przestrzeni następujące etapy procesu:
- szarżowanie i odważanie surowców w tanim standardowym kontenerze (IBC)
- mieszanie w mieszalniku stożkowym
- opróżnianie do tego samego standardowego kontenera lub do innego
- czyszczenie mieszalnika, kontenerów i maszyny napełniającej
Dzięki temu szarżowanie może odbywać się na przykład wtedy, gdy mieszalnik jest jeszcze czyszczony, a napełnianie biec wtedy, gdy mieszalnik już realizuje następne zlecenie. Czasy oczekiwania są minimalizowane, a wydajność instalacji rośnie.
Przy ograniczonej wysokości pomieszczenia AM 1500 jest prowadzony na ścianie przez układ podnosząco-opuszczający: mieszalnik zjeżdża do napełniania, kontener jest stawiany u góry na króćcu wsypowym, produkt wpływa, armatura się zamyka i proces mieszania startuje. Po mieszaniu aparat wjeżdża ponownie w górę, na dole pozycjonowany jest pusty kontener, armatura wyładowcza otwiera się i materiał sypki wypływa niemal całkowicie. Alternatywnie można opróżniać do big-bagów, worków lub do maszyny napełniającej przejezdnej po szynach. Duże drzwi inspekcyjne umożliwiają ergonomiczne czyszczenie; reżimy czyszczenia na sucho i na mokro dają się zrealizować w ciągu kilku minut.
Standardowe kontenery na materiały sypkie są w porównaniu z kontenerami specjalnymi klasycznych mieszalników kontenerowych tanie i mogą być utrzymywane w większej liczbie. Unika się w ten sposób tego, aby dostępność kontenerów stała się wąskim gardłem w planowaniu produkcji.
c) EM: mieszanie bezpośrednio w beczce znormalizowanej
Do małych wsadów w beczce znormalizowanej amixon® oferuje mieszalnik jednowałowy EM o objętości użytkowej od około 5 do 200 litrów. Komora mieszania obraca się do napełniania i opróżniania, a jako infrastruktura wystarczą wózek paletowy, waga i standardowe beczki. Koncepcja nadaje się do małych produkcji, mieszanek wstępnych i zleceń mieszania just-in-time.
Które połączenie COM, mieszalnika stożkowego AM i EM jest rozwiązaniem najbardziej ekonomicznym, amixon® wyjaśnia wspólnie z użytkownikiem w próbach w centrum prób z produktem oryginalnym.