Czy istnieją mieszalniki pionowe ze zintegrowanym dozowaniem cieczy i dyszami natryskowymi do podawania spoiwa przy granulacji?
Tak. Istnieją mieszalniki pionowe, które dysponują zintegrowanymi układami dozowania cieczy i dyszami natryskowymi do zdefiniowanego podawania spoiwa w procesach granulacji przez narastanie i granulacji na wilgotno. Takie systemy stosowane są w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym, ceramicznym, spożywczym i nawozowym.
Budowa systemu i zasada działania
Podawanie cieczy odbywa się przeważnie przez połączony układ dozujący i natryskowy. Należą do niego zewnętrzna stacja dozowania z pompą dozującą oraz lanca natryskowa lub dysza w komorze mieszania. Zależnie od zastosowania stosowane są dysze jednoczynnikowe lub dwuczynnikowe. Wytwarzają one zdefiniowane widmo kropelek i zapewniają równomierne zwilżenie złoża produktu.
Dysze mogą być rozmieszczone w pokrywie, z boku w płaszczu zbiornika lub na lancy. Ciecz natryskowa jest w ten sposób wprowadzana celowo w aktywną strefę mieszania. Przy lepkich lub przetwarzanych na ciepło układach spoiw możliwe są także ogrzewane przewody i dysze. Ilość natrysku, ciśnienie natrysku i moment dodawania są przeważnie sterowane i dokumentowane przez sterownik PLC.
Przejście od mieszania na sucho do granulacji może odbywać się w tym samym agregacie. Możliwa jest dzięki temu metoda jednogarnkowa.
Rola mieszadła
Podczas gdy dysze natryskowe wprowadzają spoiwo, mieszadło zapewnia przetłaczanie i mechaniczną fluidyzację produktu. Cząstki są intensywnie poruszane i równomiernie zwilżane. Powstają w ten sposób kontrolowanie rosnące aglomeraty. Unika się miejscowego przewilgocenia i grubego powstawania grudek.
Wiele mieszalników pionowych ma dodatkowo rozdrabniacze. Rozdrabniają one zbyt duże aglomeraty i wspierają wąski rozkład uziarnienia.
Zalety zintegrowanej techniki natrysku
Zintegrowane dozowanie cieczy daje kilka zalet. Spoiwo jest rozprowadzane równomierniej niż przy dodawaniu ręcznym. Struktura ziarna daje się celowo kształtować. Właściwości granulatu stają się bardziej powtarzalne. Skracają się ponadto czasy procesu, ponieważ mieszanie, nawilżanie i granulowanie odbywają się w tym samym aparacie.
Praca w układzie zamkniętym zmniejsza emisje pyłu i poprawia bezpieczeństwo pracy. Do zastosowań podlegających walidacji zwyczajowe są wykonania z możliwością CIP lub WIP. Przewody, dysze i lance natryskowe są przy tym wykonane tak, aby dały się dobrze czyścić i nie tworzyły stref martwych.
Typowe wykonania
Typowymi formami konstrukcyjnymi są stożkowe zbiorniki pionowe z centralnym ślimakiem oraz wykonane pionowo mieszalniki lemieszowe lub łopatkowe. Dysze natryskowe mogą być zależnie od konstrukcji zamontowane w pokrywie, z boku w zbiorniku lub na nastawnej lancy.
Ważne parametry doboru
Dla stabilnej granulacji właściwości spoiwa, układ natryskowy, geometria dyszy i parametry procesu muszą być wzajemnie dostrojone. Należą do nich lepkość, natężenie przepływu, widmo kropel, osadzenie dyszy, obroty mieszalnika, stopień napełnienia i moment natrysku. Decydujące jest także, aby lance natryskowe i przewody były wykonane przyjaźnie dla czyszczenia i z niewielką liczbą stref martwych.
W ten sposób amixon® realizuje podawanie spoiwa i granulację w mieszalniku wsadowym
Zintegrowane dozowanie cieczy jako cecha wyposażenia
Maszyny amixon® takie jak VM, HM, AM, SH, AMK, KS i GM mogą być na życzenie wyposażone w lance do dozowania cieczy. Ciecz spoiwowa jest przy tym wprowadzana bezpośrednio w poruszany materiał mieszany. Alternatywnie lub uzupełniająco stosowane są dysze dwuczynnikowe. Wytwarzają one szczególnie drobne rozpylenie i zapewniają równomierne zwilżenie.
Dodawanie odbywa się w strefie działania rotora tnącego. Unika się dzięki temu miejscowego przezwilżenia. Główna przyczyna niekontrolowanego powstawania grudek jest w ten sposób wyraźnie ograniczona. Również lepkie spoiwa dają się wprowadzać w sposób pewny procesowo. Termostatowane naczynie zasilające utrzymuje wrażliwe na temperaturę spoiwa ciekłe o niskiej lepkości.
Podział pracy w komorze mieszania: mieszanie makro i mikro
Mieszadło SinConvex® przetłacza całą objętość trójwymiarowo. Przyczynia się także do samoczyszczenia mieszalnika. Jednocześnie stale doprowadza świeży proszek do strefy zwilżania. Rotor tnący rozprowadza ciecz mikrodrobno i rozdziela powstające grube aglomeraty.
Ten sam mieszalnik amixon® może być stosowany do nawilżania przy niewielkim wprowadzaniu energii, do łagodnej aglomeracji przez narastanie, do deaglomeracji lub do granulowania. Intensywność procesu daje się tym samym dostosować do danego zadania.
Przebieg momentu obrotowego i temperatury jest nadzorowany przez sterownik PLC. Wspiera to wyznaczanie punktu końcowego. Profile dozowania z fazami mieszania pośredniego mogą być zapisane jako receptura i powtarzalnie wywoływane.
Od wsadu do granulacji ciągłej
Do zadań ciągłych program uzupełnia aglomerator-mieszalnik warstwy pierścieniowej RMG. Wytwarza okrągłe, niskopylące granulaty o wąskim rozkładzie uziarnienia. amixon® sprawdza w centrum prób z produktem oryginalnym, które rozwiązanie jest sensowne technicznie i ekonomicznie.
Zabezpieczenie w centrum prób amixon®
Przed inwestycją stoi dowód. W centrum prób amixon® w siedzibie głównej w Paderborn gotowe jest 35 instalacji próbnych w różnych wielkościach. Uzupełniają je lokalizacje centrów prób w Japonii, Indiach, Tajlandii, Chinach, Korei Południowej i USA.
Próby odbywają się z produktem oryginalnym, realnymi stopniami napełnienia i wielkościami wsadów oraz w przewidzianym zakresie temperatury i ciśnienia. Oceniane są jakość mieszania, łagodność wobec produktu, wprowadzanie energii, zdolność do czyszczenia i powtarzalność w późniejszej pracy seryjnej. Wyniki są oceniane i dokumentowane wspólnie z ekspertami amixon®. Powstaje w ten sposób wiarygodna podstawa dla późniejszego doboru. Ryzyka techniczne i ekonomiczne są zmniejszane.