Jakie zalety mają mieszalniki pionowe wobec mieszalników poziomych przy dużych wielkościach wsadów?
Mieszalniki pionowe oferują przy dużych wielkościach wsadów kilka zalet procesowych i ekonomicznych. Są korzystne przede wszystkim wtedy, gdy występują duże objętości wsadów, ograniczona powierzchnia posadowienia oraz wysokie wymagania wobec opróżniania resztkowego i integralności produktu.
Ze względu na pionową konstrukcję objętość użytkowa skalowana jest przede wszystkim przez wysokość, a nie przez długość zbiornika mieszalnika. Wynika z tego efektywne wykorzystanie powierzchni posadowienia (footprint). Tym samym mieszalniki pionowe przy objętościach wsadu wynoszących kilka ton wymagają wyraźnie mniejszej powierzchni podłogi niż mieszalniki poziome.
Mniejsze jednostkowe zużycie energii: ponieważ mieszadła mieszalnika pionowego z reguły obracają się wolnoobrotowo, ich jednostkowe zużycie energii jest mniejsze.
Łagodne obchodzenie się z materiałem przy produktach wrażliwych: mieszalniki pionowe pracują typowo z mniejszymi siłami ścinającymi i niższymi prędkościami obwodowymi mieszadeł. Zmniejsza to obciążenie mechaniczne mieszaniny. Mieszalniki pionowe nadają się szczególnie do granulatów i peletów wrażliwych na łamanie, materiałów włóknistych lub kruchych oraz produktów ściernych, przy których wysokie siły ścinające prowadziłyby do nadmiernego zużycia.
Mniejsze obciążenie tarciem i ścinaniem zmniejsza dodatkowo ogrzewanie termiczne materiału, co jest korzystne przy recepturach wrażliwych na temperaturę.
Duża elastyczność stopnia napełnienia: mieszalniki pionowe ze stożkową komorą mieszania mogą być eksploatowane już przy stopniu napełnienia 10 % i dostarczają przy tym idealnych jakości mieszania. Mieszalniki poziome wymagają z reguły minimalnych stopni napełnienia około 30 do 40 % objętości nominalnej.
Zalety w zakresie konserwacji i techniki instalacji: w mieszalnikach pionowych napęd i łożyskowanie można zwykle umieścić powyżej zwierciadła produktu. Istnieje tylko jeden przepust wału i jedno uszczelnienie wału. Obniża to ryzyko nieszczelności, upraszcza konserwację i wydłuża trwałość komponentów.
Mimo tych zalet mieszalniki pionowe nie są idealne dla wszystkich zastosowań. Przy ciągłych procesach mieszania z bardzo krótkimi czasami mieszania, silnym dozowaniem cieczy lub intensywną aglomeracją szybkoobrotowe mieszalniki poziome są często lepszym wyborem. Decyzja o mieszalniku pionowym albo poziomym powinna być dlatego zawsze dostosowana do konkretnej mieszaniny, wymaganych czasów procesu i peryferii instalacji.
Pionowy zamiast poziomego: konstrukcyjne argumenty amixon®
Niezależność od stopnia napełnienia jako zaleta systemowa: mieszanie niezależnie od stopnia napełnienia, opróżnianie resztkowe 99,997 % i lepiej.
Mieszalniki pionowe amixon® (pionowy mieszalnik jednowałowy, pionowy mieszalnik dwuwałowy, mieszalnik stożkowy KoneSlid®, SpherHelics® i Gyraton®) osiągają w szerokim zakresie stopnia napełnienia najwyższe jakości mieszania. Typowo stopnie napełnienia mogą zmieniać się od około 10 do 100 %. Osiągana jakość mieszania odpowiada rozkładowi idealnemu, którego w praktyce nie da się poprawić.
Spirala mieszadła SinConcave®/SinConvex® transportuje produkt na obwodzie komory mieszania w górę. W centrum komory mieszania materiał sypki spływa pod działaniem grawitacji w dół. To pełne przemieszczanie objętości działa niezależnie od stopnia napełnienia. Tym samym wielkości wsadów w jednym mieszalniku mogą zmieniać się o rząd wielkości, bez konieczności ponownej walidacji jednorodności.
W odniesieniu do higieny i konserwacji obowiązuje: w mieszalnikach poziomych końce wałów przechodzą przez przestrzeń produktową po obu stronach. Uszczelnienia pozostają pod ciśnieniem materiału sypkiego. Zwiększa to ryzyko zanieczyszczeń i nakład na konserwację.
W mieszalniku pionowym amixon® mieszadło jest natomiast łożyskowane i napędzane wyłącznie od góry. Nie ma dolnego przepustu wału mającego kontakt z produktem. Komora mieszania jest spawana bez szczelin i szlifowana, a organy wylotowe są wykonane bez stref martwych. Stanowi to podstawę zgodności z EHEDG, FDA i 3-A oraz walidowalnego czyszczenia.
Opróżnianie i forma konstrukcyjna
Najniższy punkt stożkowego mieszalnika pionowego leży w środku. Produkty sypkie są tam opróżniane niemal całkowicie z wykorzystaniem grawitacji. Formami stożkowymi osiągane są stopnie opróżniania 99,997 % i lepiej. Również mieszalniki z płaskim dnem mogą osiągać tak wysokie stopnie opróżniania resztkowego, o ile są wyposażone w narzędzia ComDisc®.
Mieszalniki pionowe amixon® są z reguły konstruowane względnie sześciennie. Na życzenie mieszalniki mogą być jednak wykonane również szczególnie szczupłe albo szczególnie niskie. Pod tym względem amixon® dostosowuje się do warunków przestrzennych klienta.
Ze względu na zwartą formę konstrukcyjną dają się dobrze zintegrować z istniejącymi budynkami.
Łagodność wobec produktu przy krótkich czasach mieszania
Mieszalniki pionowe amixon® pracują z wolnoobrotowymi prędkościami obwodowymi, typowo około 0,8 do 3,5 m/s. Nie ma tak zwanych strefy rzutu ani uderzenia. Proces mieszania przebiega łagodnie dla cząstek. Dzięki temu struktury cząstek pozostają w znacznym stopniu zachowane, a powłoki oraz aglomeraty są chronione.
Pionowy mieszalnik dwuwałowy HM i mieszalnik KoneSlid® osiągają często docelową jakość mieszania już w jednej trzeciej zwykłego czasu mieszania.
Bezpośrednie porównanie amixon® przeprowadza w centrum prób – z produktem oryginalnym i udokumentowaną oceną jakości mieszania oraz łagodności wobec produktu.
Zabezpieczenie w centrum prób amixon®
Przed inwestycją stoi dowód w centrum prób. W siedzibie w Paderborn dostępnych jest 35 instalacji próbnych różnej wielkości.
Dalsze centra prób znajdują się w Japonii, Indiach, Tajlandii, Chinach, Korei Południowej i USA. Tym samym amixon® podkreśla swoją pozycję wyznaczającą trendy w otoczeniu konkurencyjnym pionowych mieszalników proszków.
Próby przebiegają z produktami oryginalnymi, 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.
Wyniki są oceniane i dokumentowane wspólnie z ekspertami amixon®. Powstaje w ten sposób wiarygodna podstawa decyzji, która zmniejsza ryzyka techniczne i ekonomiczne przed inwestycją.
Projektowanie higieniczne jako podstawa
Wszystkie wymienione właściwości opierają się na projektowaniu higienicznym amixon®.
Komora mieszania i mieszadło są spawane bez szczelin i szlifowane.
Mieszadło jest łożyskowane tylko od góry, dzięki czemu krytyczny dolny przepust wału jest zbędny. Pozbawione stref martwych organy wylotowe i zintegrowane lance myjące pozwalają na walidowalne czyszczenie na sucho i na mokro. Programowalne myjki o strumieniu celowanym pomagają zmniejszyć zużycie wody. Ponadto oszczędza się wiele czasu, ponieważ amixon® dysponuje technologią, która pozwala odparować zimną wodę z komory mieszania bez pozostałości i szybko, bez konieczności doprowadzania ciepła.
Duże drzwi inspekcyjne Clever-Cut® z trwale pozbawionym stref martwych uszczelnieniem OmgaSeal® umożliwiają ergonomiczny dostęp do wszystkich powierzchni mających kontakt z produktem.