Skip to main navigation Przejdź do głównej treści Skip to page footer

Summary

Mieszalniki do proszków przetwarzają suche materiały sypkie w jednorodną mieszaninę. To, czy można osiągnąć wymaganą jakość mieszania, zależy od wielkości cząstek, gęstości nasypowej i kohezji materiałów wyjściowych, a także od przyjętej strategii pobierania próbek.

Warto wiedzieć o mieszalnikach do proszków: zasada działania, jednorodność i jakość mieszania

Mieszalnik do proszków przetwarza suche materiały sypkie w jednorodną mieszaninę poprzez wielokrotne przemieszczanie cząstek oraz ich rozprowadzanie w wyniku konwekcji i dyfuzji. Jednorodność opisuje stan docelowy, natomiast jakość mieszania określa mierzalny stopień zbliżenia do tego stanu: analiza jakości mieszania określa ją na podstawie próbek pobieranych w różnych miejscach komory mieszania i ocenia względem zdefiniowanych kryteriów jakości mieszania.

To, czy wymagany stan można osiągnąć, zależy przede wszystkim od właściwości materiałów wyjściowych. Różnice w wielkości cząstek i rozkładzie wielkości cząstek, gęstości nasypowej, a także inne właściwości materiałów sypkich, takie jak kohezja czy skłonność do aglomeracji, decydują o tym, jak szybko i w jakim stopniu poszczególne składniki zostaną rozprowadzone. Przy udziałach wynoszących zaledwie kilka promili o miarodajności wyniku decyduje dodatkowo strategia pobierania próbek.

Dłuższy czas mieszania nie musi poprawiać wyniku, a wskutek rozwarstwienia (segregacji) może nawet ponownie go pogorszyć. Zjawisko segregacji nie jest jednak dotychczas znane w przypadku mieszalników pionowych ze spiralnym, wstęgowym narzędziem mieszającym. Z tego względu optymalny czas mieszania ustala się na podstawie pomiarów. Dla jakości produktu końcowego oprócz samego mieszania często istotne są także kolejne etapy przetwarzania proszków, takie jak dodawanie cieczy, kontrola temperatury i opróżnianie resztkowe.

Macierz wyboru

KryteriumPytanie przewodnieKonsekwencje dla doboru
Docelowa jakość mieszaniaJaki współczynnik zmienności jest wymagany i względem jakiej specyfikacji?Bez wartości docelowej nie jest możliwe prawidłowe zaprojektowanie procesu. Wartość docelowa determinuje czas mieszania, zakres pobierania próbek i nakład związany z kontrolą.
Najmniejszy udział składnika w recepturzeJak mały jest udział najmniejszego składnika w stosunku do całej partii?Bardzo małe udziały wymagają przygotowania premiksu lub stopniowego dozowania. Bezpośrednie dodanie do całej partii nie zapewnia powtarzalności.
Różnice gęstości i wielkości cząstekJak duże są różnice pomiędzy poszczególnymi składnikami?Duże różnice zwiększają ryzyko segregacji po zakończeniu mieszania — podczas opróżniania, transportu i napełniania.
Pobieranie próbekGdzie, jak często i z jaką objętością pobierane są próbki?Objętość próbki musi odpowiadać jednostce użytkowej produktu. Zbyt duże próbki mogą maskować niejednorodność zamiast ją wykazywać.
Okno czasu mieszaniaOd którego momentu dalsze wydłużanie czasu mieszania nie poprawia już wyniku?Optymalny czas ustala się na podstawie pomiarów. Po jego przekroczeniu wzrasta ryzyko ścierania cząstek i podwyższenia temperatury produktu.
Zakres stopnia napełnieniaW jakim zakresie objętości nominalnej ma pracować mieszalnik?Określa, czy mniejsze partie mogą osiągać taką samą jakość mieszania jak pełne wsady. W przeciwnym razie może być potrzebna druga maszyna.
Wrażliwość na ścieranieCzy cząstki zmieniają się podczas mieszania?Ogranicza prędkość narzędzia mieszającego i czas mieszania. Ścieranie zmienia rozkład wielkości cząstek, a tym samym może wpłynąć na zgodność ze specyfikacją.
Kolejne etapy procesuCo dzieje się z produktem po zakończeniu mieszania?Opróżnianie, transport i napełnianie mogą ponownie pogorszyć osiągniętą jakość mieszania. Dlatego należy je uwzględnić przy ocenie mieszalnika.
Wymagania dotyczące walidacjiCzy proces musi być walidowany, czy jedynie monitorowany?Walidacja wymaga powtarzalnych parametrów, udokumentowanego pobierania próbek oraz zdefiniowanego stopnia opróżnienia resztkowego.
Praca okresowa czy ciągłaWiele receptur czy stały strumień masowy?Praca okresowa sprawdza się przy częstych zmianach receptur. Praca ciągła jest odpowiednia tylko przy stabilnej recepturze i wystarczającej dokładności dozowania na dopływie.

FAQ

Tak, mieszalniki pionowe mogą osiągnąć bardzo dobre wymieszanie także przy dużych różnicach gęstości, o ile geometria i parametry procesowe są odpowiednio dobrane. Liczą się przede wszystkim wymuszone przemieszczanie, właściwe narzędzia mieszające, odpowiednie obroty i dopasowany stopień napełnienia.

amixon® opanowuje niezawodnie także duże różnice gęstości i uziarnienia, ponieważ mieszadło kontroluje całą komorę mieszania, a cząstki poruszają się w wymuszonym prowadzeniu w strumieniu gęstym. Wolne przepływy prawie nie powodują fluidyzacji, dzięki czemu unika się segregacji. Dla produktów wrażliwych spiralne mieszadło SinConcave®/SinConvex® można uzupełnić technologią MultiPlane®. Projektowanie można zabezpieczyć w centrum prób, a projektowanie higieniczne zapewnia dobrą zdolność do czyszczenia oraz powtarzalne i dokumentowalne procesy.

Czytaj więcej

Dla farmaceutycznych wsadów od 500 do 1000 litrów około 10 do 20 minut jest realistycznym pierwszym punktem odniesienia dla mieszalników V, dwustożkowych i innych grawitacyjnych. Aktywnie konwekcyjne mieszalniki mogą w zależności od produktu osiągać wyraźnie krótsze czasy, podczas gdy receptury kohezyjne, niskodawkowe lub podatne na aglomerację mogą wymagać dodatkowych etapów wstępnego mieszania lub mieszania intensywnego. Istotnym wskaźnikiem nie jest sam czas, lecz zwalidowane okno procesowe obejmujące stopień napełnienia, prędkość obrotową lub liczbę obrotów, kolejność zasypu, czas mieszania i warunki wyładunku. Okno to musi zostać zabezpieczone z oryginalnym materiałem za pomocą kinetyki mieszania, reprezentatywnej strategii pobierania próbek i ewentualnie PAT na całym łańcuchu procesowym aż do dozowania lub napełniania.

amixon® osiąga krótkie czasy mieszania przy dużych wsadach farmaceutycznych dzięki aktywnie wytwarzanemu, trójwymiarowemu przepływowi produktu za pomocą narzędzi mieszających SinConvex®. Mieszalnik dwuwałowy HM może dzięki nakładającym się strumieniom produktu wspierać szczególnie krótkie czasy mieszania, podczas gdy KoneSlid® KS przemieszcza objętość wsadu jednokrotnie i całkowicie po około czterech obrotach narzędzia i w zależności od receptury może osiągnąć pożądaną jakość mieszania po około 20 do 40 obrotach. Dla bardzo dużych, delikatnych dla produktu wsadów dostępny jest Gyraton® GM. ComDisc® i DosiFlap® uzupełniają technikę mieszania poprzez kontrolowane opróżnianie resztkowe i dozujące napełnianie. Wiarygodny czas mieszania jest jednak zawsze ustalany na podstawie prób z oryginalnym produktem i musi zostać zakwalifikowany dla zastosowań farmaceutycznych razem z jednorodnością, stabilnością wyładunku, zdolnością do czyszczenia i udokumentowanym prowadzeniem procesu.

Czytaj więcej

Podsumowując, mieszalnik okresowy dla karmy dla zwierząt jest zwykle korzystniejszym rozwiązaniem, gdy na pierwszym planie stoją duża różnorodność receptur, częste zmiany produktu, małe do średnich partie, krytyczne mikroskładniki i prosta identyfikowalność odniesiona do wsadu. Umożliwia on bardzo wysoką, jasno walidowalną jednorodność i tworzy jednoznaczne granice między poszczególnymi recepturami. Mieszalnik ciągły jest szczególnie atrakcyjny, gdy wytwarzane są duże ilości nielicznych standardowych receptur podczas długich, stabilnych kampanii produkcyjnych. Może on dostarczać bardzo dobrą jednorodność, wymaga jednak stale precyzyjnego dozowania, stabilnego zasilania surowcami i konsekwentnego zarządzania czasem przebywania, materiałem przejściowym i zmianami produktu.

Zarówno mieszanie ciągłe, jak i okresowe mogą osiągnąć dla karmy dla zwierząt doskonałą i odtwarzalną jednorodność. Mieszalnik stożkowy amixon® AMK łączy przy tym oba tryby pracy: może pracować w sposób ciągły dla wysokich wydajności i długich kampanii, ale w razie potrzeby może być również stosowany jako mieszalnik okresowy do premiksów, mniejszych ilości lub odbiegających stopni napełnienia.

W trybie ciągłym wydajność, stopień napełnienia, czas przebywania i intensywność mieszania są celowo regulowane. Umożliwia to dostosowanie do prostych lub złożonych receptur z ciałami stałymi, tłuszczami, witaminami, cieczami i dodatkami funkcjonalnymi. Dzięki startowi przy zamkniętym elemencie wyładowczym, wspólnemu doregulowaniu dozowników grawimetrycznych i otwarciu wyładunku dopiero po osiągnięciu stabilnego stopnia napełnienia, AMK może dostarczać jakość produktu zgodną ze specyfikacją już od pierwszego regularnego wyładunku. Przy wyłączaniu mieszalnik opróżnia się w sposób ciągły i w dużej mierze bez pozostałości, dzięki czemu klasyczne straty przy rozruchu i wyłączaniu mogą być wyraźnie zredukowane lub uniknięte.

Przy wielu zmianach receptur, mniejszych wielkościach partii i wysokich wymaganiach co do dokumentacji ściśle odniesionej do wsadu tryb okresowy pozostaje szczególnie korzystny. Przy długich kampaniach produkcyjnych o wysokiej wydajności ciągły AMK wykorzystuje swoje ekonomiczne atuty. Dla krytycznych zmian między produktami z dodatkami leczniczymi, kokcydiostatykami, alergenami lub innymi wrażliwymi składnikami czyszczenie, płukanie i weryfikacja analityczna muszą być zawsze dobrane i zwalidowane dla całej linii procesowej.

Ostateczny dobór odbywa się najlepiej na podstawie prób z oryginalnym produktem. Ocenia się przy tym jednorodność, czas przebywania, rozprowadzenie cieczy, opróżnianie resztkowe, zdolność do czyszczenia, czasy zmiany, delikatność dla produktu i odtwarzalność w realistycznych warunkach procesowych.

Czytaj więcej

Ścieranie metaliczne w masach aktywnych katody można w praktyce przemysłowej ograniczyć do bardzo niskich wartości, ale nie można ogólnie zagwarantować uniwersalnej wartości w ppb. Dla ważnych zanieczyszczeń pierwiastkowych, takich jak Cr, Fe, Cu, Zn i Pb, przy materiałach katodowych często przyjmuje się specyfikacje poniżej 1 ppm. Decydująca jest jednak nie tylko całkowita chemiczna zawartość metalu, lecz także występowanie pojedynczych krytycznych cząstek metalu według wielkości, kształtu i liczby. Skuteczna jest wielostopniowa koncepcja obejmująca zminimalizowane pod względem ścierania projektowanie higieniczne i odporne na zużycie, odpowiednie materiały lub powłoki, niskie prędkości efektywne, zamknięte transfery materiału, separację magnetyczną i przesiewanie, konserwację zapobiegawczą oraz połączoną analitykę ICP i cząstek. Tylko walidacja z oryginalnym materiałem i w rzeczywistych warunkach eksploatacji, czyszczenia i konserwacji pokazuje, jaka wartość kontaminacji jest trwale osiągalna w konkretnym łańcuchu procesowym.

amixon® minimalizuje potencjalne ścieranie metaliczne przy ściernych masach aktywnych baterii dzięki kontrolowanemu, wolnoobrotowemu całkowitemu przepływowi SinConvex®, materiałom i powłokom zoptymalizowanym pod kątem zużycia oraz konstrukcyjnie niskokontaminacyjnemu wykonaniu bez produktowo dotykanych dolnych miejsc łożyskowych czy połączeń śrubowych w komorze mieszania. Hardox®, hartowane lub okładzinowane węglikami spiekanymi narzędzia mieszające, stale duplex i ceramiczne powłoki plazmowe mogą być stosowane w zależności od celu czystości. Ogólne wartości graniczne nie są wiarygodne; rzeczywiście osiągalna czystość jest ustalana z oryginalnym materiałem, doborem materiału odniesionym do produktu oraz odpowiednią analityką śladową i cząstek. Dla bezpiecznego doboru, obok mieszalnika, jako możliwe źródła kontaminacji muszą zostać rozpatrzone także zasyp, wyładunek, transport, separacja i konserwacja.

Czytaj więcej

Przy dużych różnicach gęstości zdolność do mieszania w skali laboratoryjnej najbardziej wiarygodnie ocenia się za pomocą połączenia charakterystyki materiału, reprezentatywnej kinetyki mieszania, warstwowego pobierania próbek oraz pełnego testu wyładunku i transportu. Dla suchych materiałów sypkich wielkość cząstek, kształt, gęstość nasypowa, kohezyjność i właściwości płynięcia są ważniejsze niż wskaźniki z techniki mieszania cieczy. Dla zawiesin i emulsji ocenę uzupełniają reologia, próby sedymentacji lub separacji grawitacyjnej oraz wielkości takie jak liczba Reynoldsa, Archimedesa i Richardsona; przy układach ciało stałe-ciecz kluczowa jest prędkość just-suspended według Zwieteringa. Skalowanie powinno opierać się na kilku wskaźnikach i próbach produktowych, a nie na niezmienionej prędkości obrotowej lub pojedynczym wyniku laboratoryjnym.

Dużych różnic w gęstości nasypowej i wielkości cząstek nie można ocenić wyłącznie na podstawie teoretycznych wartości charakterystycznych. amixon® sprawdza zdolność do mieszania z oryginalnym produktem oraz w realistycznych warunkach mieszania, wyładunku i transportu. Wężownicowe narzędzia SinConvex®/SinConcave® wytwarzają kontrolowane, trójwymiarowe wymuszone przemieszczanie i mogą wspierać homogenizację heterogenicznych receptur. Silosowy mieszalnik Gyraton® GM nadaje się szczególnie do dużych wsadów na początku długich tras procesowych. Celowe, drobno rozprowadzone dodawanie cieczy może wiązać frakcje pyłowe z grubszymi cząstkami i tym samym zmniejszać skłonność do rozdzielania się mieszaniny. Decydujące pozostają jednak kinetyka mieszania, reprezentatywne pobieranie próbek, ocena CoV oraz czasowo rozłożone analizy na wyładunku, transporcie i napełnianiu.

Czytaj więcej

Bardzo wysoką jakość mieszania można osiągnąć przede wszystkim dzięki odpowiedniemu premiksowaniu, właściwej technice mieszania i kontrolowanemu prowadzeniu procesu. Dla mikroelementów w mieszankach piekarniczych centralnym celem jest osiągnięcie szybkiego, statystycznie stabilnego rozłożenia przy jednoczesnym unikaniu rozdzielania się mieszaniny.

Mieszalniki precyzyjne amixon® wytwarzają technicznie idealną mieszaninę losową – w praktyce niemożliwą do dalszego poprawienia, niezależną od stopnia napełnienia w zakresie od 10 do 100%. Homogenizowane są proporcje składników do 1:100 000; delikatne prędkości obwodowe od 0,8 m/s unikają wprowadzania ciepła. Docelowe wartości RSD są weryfikowane wcześniej w centrum prób z oryginalnym produktem i planem pobierania próbek.

Czytaj więcej

Odtwarzalna ocena jakości mieszania dla walidacji farmaceutycznych opiera się na wcześniej zatwierdzonej, opartej na ryzyku koncepcji pobierania próbek i analizy. Decydujące są przy tym nie same niskie wartości RSD, lecz metoda analityczna zwalidowana dla mieszaniny proszkowej, kontrola krytycznych parametrów procesowych oraz zgodna z GMP, możliwa do prześledzenia dokumentacja. Dopiero współdziałanie tych elementów czyni jakość mieszania wiarygodnie odtwarzalną.

Jakość mieszania dla walidacji farmaceutycznych nie jest udowadniana samą niską wartością RSD. Wiarygodny dowód powstaje ze współdziałania reprezentatywnego, opartego na ryzyku pobierania próbek, dopasowanej do matrycy i zwalidowanej analityki, stabilnego prowadzenia procesu, pełnego opróżniania resztkowego, zwalidowanego czyszczenia i zgodnej z GMP integralności danych.

amixon® wspiera te zadania formami konstrukcyjnymi mieszalnika, które umożliwiają kontrolowaną trójwymiarową cyrkulację produktu, zdefiniowane pobieranie próbek, wyładunek o niskiej liczbie stref martwych i higieniczną dostępność. Receptura w sterowniku PLC nadzoruje zwalidowane wartości zadane dla czasu mieszania, prędkości obrotowej, stopnia napełnienia, kolejności dozowania i innych krytycznych parametrów procesowych. Połączenia z kodami kreskowymi, RFID i ERP mogą wspierać pełne powiązanie surowców, receptury, danych procesowych, czyszczenia i zwolnienia wsadu.

Zabezpieczenie odbywa się w centrum prób z oryginalnym produktem i realistycznymi warunkami procesowymi. Można tam badać jakość mieszania, kinetykę mieszania, okno stopnia napełnienia, delikatność dla produktu, opróżnianie resztkowe, zdolność do czyszczenia, pobieranie próbek, stabilność wyładunku i odtwarzalność. Udokumentowane w ten sposób dane stanowią podstawę doboru mieszalnika produkcyjnego, dokumentacji kwalifikacyjnej oraz późniejszej Continued Process Verification w eksploatacji regulowanej przez GMP.

Czytaj więcej

Wiarygodna walidacja jednorodnego rozmieszczenia mikroelementów takich jak selen, chrom, molibden i jod w sproszkowanych suplementach diety jest wymagającym zadaniem zarówno dla inżynierii procesowej, jak i dla analityki, ze względu na niskie stężenia i wymagane RSD poniżej 5 %.

amixon® rozwiązuje ten problem za pomocą mieszalników precyzyjnych (KS, HM, VM), które tworzą technicznie idealną mieszaninę losową, niezależnie od stopnia napełnienia od 10 do 100 %. Niskie prędkości obwodowe około 0,8 m/s utrzymują mieszaninę w niskiej temperaturze. Zgodne z GMP projektowanie higieniczne amixon® umożliwia opróżnianie resztkowe 99,997 % i lepiej. Współczynnik zmienności jakości mieszania wynosi poniżej 5 %; osiągalne są nawet wartości około 1 %.

Czytaj więcej

Przy mikrodozowaniu witamin, enzymów i innych wysoko aktywnych mikroskładników w przemyśle spożywczym, paszowym i farmaceutycznym osiągalne są w skali przemysłowej dokładności dozowania ±0,5 % lub lepsze, pod warunkiem zastosowania systemów grawimetrycznych.

Mieszalniki precyzyjne amixon® tworzą technicznie idealną mieszaninę losową, w praktyce niemożliwą do dalszego ulepszenia, niezależnie od stopnia napełnienia od 10 do 100 %. Homogenizowane są proporcje składników do 1:100.000, a łagodne prędkości obwodowe od 0,8 m/s zapobiegają wprowadzaniu ciepła. Docelowe wartości RSD są weryfikowane wcześniej w centrum prób z produktem oryginalnym i planem pobierania próbek.

Czytaj więcej

Dla proszków metalicznych nadaje się zwykle wolnoobrotowy, konwekcyjny i całkowicie zamknięty mieszalnik okresowy z dużymi, korzystnymi przepływowo narzędziami, dostosowanymi odstępami od ściany i niską prędkością względną. Decydujące są dobór materiału kompatybilny pod względem kontaminacji, geometrie o niskim zużyciu, unikanie miejsc łożyskowania i szczelin mających kontakt z produktem, kontrolowany zasyp i wyładunek oraz zamknięte, w razie potrzeby inertyzowane transfery materiału. Dla proszków wysoce krytycznych trzeba rozpatrzyć cały system, łącznie z mieszalnikiem, transportem, przesiewaniem, filtrami, uszczelnieniami, konserwacją i czyszczeniem. Przydatność wykazuje się poprzez próby z oryginalnym proszkiem oraz połączoną analizę rozkładu wielkości cząstek, cząstek obcych i istotnych zawartości pierwiastków przed i po przetwarzaniu.

amixon® redukuje ścieranie przy proszkach metalicznych dzięki wolnoobrotowemu wymuszonemu przemieszczaniu SinConvex® i konsekwentnie niskozużyciowej oraz niskokontaminacyjnej konstrukcji aparatu. Dla szczególnie krytycznych produktów amixon® może pokryć wszystkie komponenty mające kontakt z produktem odpowiednią wysokowydajną ceramiką tlenkową. Dzięki temu komora mieszania, narzędzia, wał, wylot i elementy wewnętrzne są oddzielone od kontaktu metalu z mieszaniną; ścieranie metaliczne podczas mieszania, reagowania i suszenia jest wykluczone. Dodatkowo powierzchnie o niskiej liczbie szczelin, mieszadła łożyskowane wyłącznie od góry, szczelne pyłowo systemy OmgaSeal® oraz kontrolowana peryferia ograniczają dalsze źródła cząstek obcych. Konkretna powłoka, sposób pracy i skuteczność czystości są walidowane z oryginalnym produktem oraz odpowiednią analityką pierwiastkową i cząstek przed inwestycją.

Czytaj więcej

Dostosowywalne narzędzia mieszające pozwalają dopasować mieszalnik przemysłowy do różnych produktów i receptur. Wspierają celowe zrównoważenie cyrkulacji konwekcyjnej, deaglomeracji i delikatności dla produktu, mogą skracać czasy mieszania i pomagają ograniczać narosty oraz pozostałości produktu. Modułowe elementy zużywalne poprawiają możliwość konserwacji i trwałość przy ściernych mieszaninach. W połączeniu ze zmienną prędkością obrotową, agregatami dodatkowymi, dozowaniem cieczy, temperowaniem i odpowiednią sensoryką instalacja może obejmować kilka zadań mieszania i procesowych. Każda istotna zmiana produktu, narzędzia, stopnia napełnienia lub receptury wymaga jednak weryfikacji odniesionej do produktu, a w razie potrzeby ponownej walidacji jakości mieszania, opróżniania i czyszczenia.

Główna zaleta dostosowywalnych narzędzi mieszających w amixon® nie leży w mechanicznej wymianie narzędzi, lecz w uniwersalnie stosowanym narzędziu mieszającym SinConvex® i elastycznie programowalnym sposobie pracy. Od grubych i wrażliwych cząstek po drobne lub nanostrukturalne proszki narzędzia mieszające pozostają zasadniczo niezmienione. Czas mieszania, prędkość obwodowa, stopień napełnienia, kolejność dodawania, dozowanie cieczy, temperowanie oraz w razie potrzeby czasowo ograniczone fazy rotora tnącego lub HighShearBlade są ustawiane indywidualnie w sterowniku PLC. Dzięki temu ten sam mieszalnik może przetwarzać różne produkty przy niewielkim nakładzie na przezbrojenie. Nowe lub istotnie zmienione receptury muszą jednak zostać sprawdzone w sposób oparty na ryzyku z oryginalnym produktem pod kątem jakości mieszania, delikatności dla produktu, opróżniania, czyszczenia i stabilności na całym łańcuchu procesowym.

Czytaj więcej

Do walidacji jakości mieszania zaleca się połączenie warstwowego pobierania próbek, oceny CoV lub RSD oraz analityki odpowiedniej dla składnika krytycznego. Dla mieszanin suchych szczególnie odpowiednie są metody znacznikowe, analityka chemiczna oraz ewentualnie NIR lub Raman. Analiza obrazu i pomiar wielkości cząstek uzupełniają ocenę przy widocznych składnikach, łamaniu lub segregacji. Dla past i cieczy dodatkowo w grę wchodzą reologia, przewodność, gęstość, mętność lub pH. Decydująca nie jest liczba zastosowanych metod, lecz reprezentatywne pobieranie próbek, rozdzielenie wariancji analitycznej i procesowej oraz badanie na całym łańcuchu procesowym łącznie z wyładunkiem, transportem i napełnianiem.

Mieszalniki amixon® są dzięki licznym udokumentowanym testom jakości mieszania ustalone jako zasadniczo zwalidowane pod względem wydajności mieszania systemy. Dodatkowe próby produktowe służą przede wszystkim do ustalenia dla konkretnej receptury najkrótszego bezpiecznego czasu mieszania i solidnego okna procesowego. Walidacja łączy warstwowe pobieranie próbek w komorze mieszania i na wyładunku, ocenę CoV lub RSD oraz analitykę dopasowaną do składnika krytycznego, taką jak analiza znacznikowa, HPLC, GC, ICP, NIR, Raman lub analiza obrazu. Silosowy mieszalnik Gyraton® GM może już na początku długich tras procesowych dostarczyć jednorodny i stabilny wsad wyjściowy i tym samym zmniejszyć nakłady na kontrolę i dostrajanie na dalszych etapach. Programy sterownika PLC, monitorowanie parametrów procesowych oraz połączenie z ERP, kodami kreskowymi lub RFID zapewniają odtwarzalne i w pełni udokumentowane prowadzenie wsadów. Ostateczna jakość mieszania jest sprawdzana nie tylko w mieszalniku, lecz na wyładunku, transporcie i napełnianiu z oryginalnym produktem.

Czytaj więcej

Heterogeniczne materiały sypkie o różnych gęstościach nasypowych najbardziej wiarygodnie homogenizuje się za pomocą aktywnie konwekcyjnych systemów mieszania i prowadzenia procesu dostosowanego do produktu. Odpowiednimi opcjami są mieszalniki łopatkowe, czerpakowe, lemieszowe, wężownicowe i wielowałowe; wybór zależy od kohezyjności, wrażliwości cząstek i wymaganej deaglomeracji. Chopper, zmienna prędkość obrotowa, celowe dodawanie cieczy i dozowanie grawimetryczne mogą wspierać mieszanie, ale muszą być stosowane celowo. Decydujące dla stabilności mieszaniny są ponadto wyładunek zorientowany na przepływ masowy, krótkie odcinki spadku, transport o niskich wibracjach i kontrolowana kolejność dodawania. Liczba Froude'a i gęstość mocy wspierają dobór, ale nie zastępują walidacji z oryginalnym produktem na etapie mieszania, wyładunku i całego dalszego łańcucha procesowego.

Dla heterogenicznych materiałów sypkich o różnych gęstościach nasypowych amixon® poleca szczególnie mieszalnik dwuwałowy HM do intensywnej, szybkiej trójwymiarowej homogenizacji oraz KoneSlid® KS do szczególnie delikatnych zadań mieszania z wrażliwymi lub grubostrukturalnymi składnikami. Narzędzia mieszające SinConvex® tworzą kontrolowany przepływ podstawowy; rotory tnące lub HighShearBlades umożliwiają w razie potrzeby czasowo ograniczoną deaglomerację. Dodawanie cieczy poprzez lance lub dysze dwuczynnikowe może wiązać frakcję drobną z grubszymi nośnikami i tym samym zmniejszać rozdzielanie się mieszaniny. Konfiguracja instalacji jest dostosowywana do spektrum produktów i sprawdzana z najbardziej krytycznymi oryginalnymi produktami w centrum prób. Jakość mieszania, delikatność dla produktu i stabilność wobec rozdzielania się mieszaniny muszą być przy tym walidowane nie tylko w mieszalniku, lecz na wyładunku, transporcie i dalszym przetwarzaniu.

Czytaj więcej

Względne odchylenie standardowe (RSD) poniżej 5 % uchodzi w mieszankach przypraw za istotną praktycznie wartość docelową dla technicznie jednorodnego rozmieszczenia wszystkich składników.

Mieszalniki precyzyjne amixon® tworzą technicznie idealną mieszaninę losową, dzięki czemu współczynniki zmienności poniżej 5 % osiągane są niezawodnie także przy mikrodozowaniach. Jakość mieszania pozostaje przy tym w dużej mierze niezależna od stopnia napełnienia, a łagodny tryb pracy, opcjonalny rotor tnący i projektowanie higieniczne wspierają integralność produktu, czyszczenie i walidację.

Czytaj więcej

Niewystarczająca jakość mieszania objawia się wahaniami stężenia, widocznymi niejednorodnościami, aglomeratami, nierównomierną wilgotnością, niestabilnymi właściwościami płynięcia lub problemami jakościowymi w kolejnych etapach procesu. Moment obrotowy, pobór mocy, temperatura, ciśnienie i przepływ są cennymi wczesnymi wskaźnikami, ale same w sobie nie dowodzą jednorodności. Do bezpośredniej oceny in-line szczególnie nadają się spektroskopia NIR i Ramana w połączeniu z analizą chemometryczną. Punkt końcowy mieszania jest osiągnięty, gdy sygnały pomiarowe są stabilne, a zwalidowany model jednocześnie potwierdza prawidłowe stężenie zadane składników krytycznych. Dla wrażliwych lub nisko dawkowanych receptur ta koncepcja in-line musi być zabezpieczona przestrzennie i czasowo rozłożonymi próbkami referencyjnymi, w tym próbkami podczas wyładunku.

amixon® czyni jakość mieszania możliwą do monitorowania dzięki połączeniu reprezentatywnego, warstwowego pobierania próbek, zwalidowanych parametrów mieszania, zautomatyzowanego prowadzenia receptur oraz w razie potrzeby bezpośredniej analityki PAT. Dostępy CleverCut® i elementy wylotowe o niskiej liczbie stref martwych wspierają zdefiniowane punkty pobierania próbek. Sterownik PLC, połączenie z ERP oraz rejestracja kodami kreskowymi lub RFID w sposób możliwy do prześledzenia dokumentują recepturę, wsad i parametry procesowe. Spektroskopia NIR i Ramana może monitorować rzeczywistą jednorodność i punkt końcowy mieszania w czasie rzeczywistym, podczas gdy moment obrotowy, moc i temperatura służą jako uzupełniające wczesne wskaźniki. Gdy pojawiają się sygnały ostrzegawcze, takie jak wahające się wartości analityczne lub rozdzielanie się mieszaniny przy wyładunku, należy zbadać mieszalnik, pobieranie próbek i cały kolejny łańcuch procesowy z oryginalnym produktem.

Czytaj więcej

Powtarzalność procesów mieszania w produkcji składników spożywczych oznacza zdolność do uzyskiwania na przestrzeni wielu wsadów, przy tych samych nastawach, porównywalnej jakości mieszania i jakości produktu.

amixon® wspiera nadzór nad jakością mieszania na trzy sposoby: zintegrowane próbniki umożliwiają reprezentatywne próbki w trakcie procesu, programy mieszania zapisane w sterowniku PLC z połączeniem do nadrzędnych systemów produkcyjnych i zarządczych oraz dokumentacja w czasie rzeczywistym za pomocą kodów kreskowych dla pełnej identyfikowalności wsadów. Szczególnie ważne są próby w centrum prób, pozwalające metodycznie ujawnić ewentualne źródła błędów.

Czytaj więcej

Dla krótkich czasów mieszania i wysokiej jakości mieszania przy dużych wsadach decydujące są geometria zbiornika zaprojektowana o niskiej liczbie stref martwych, narzędzie mieszające obejmujące całą objętość, zwalidowany specyficznie dla produktu stopień napełnienia oraz dostosowane prędkość obrotowa, prędkość obwodowa i gęstość mocy. Wielkość cząstek, gęstość nasypowa, kohezyjność, wilgotność i zachowanie aglomeratów determinują dopuszczalne obciążenie i ryzyko rozdzielania się mieszaniny. Mikroskładniki muszą być dozowane do aktywnych stref mieszania i w razie potrzeby wstępnie mieszane. Wyładunek należy zaprojektować jako część zadania mieszania, najlepiej z przepływem masowym, niskimi wysokościami spadku i dostosowaną techniką transportu. Dla skalowania należy łączyć kilka wskaźników, a dobór potwierdzić symulacją oraz próbami mieszania, wyładunku i transportu z oryginalnym produktem.

amixon® osiąga krótkie czasy mieszania przy dużych wsadach dzięki trójwymiarowemu wymuszonemu przemieszczaniu SinConvex®, przy którym cała objętość produktu jest ciągle wymieniana. HM wykorzystuje dwa nakładające się strumienie produktu dla krótkich czasów mieszania, KoneSlid® KS może jednokrotnie i całkowicie przemieścić wsad po około czterech obrotach narzędzia, a Gyraton® GM obejmuje duże wsady do około 100 m³. Decydującymi parametrami doboru pozostają jednak receptura, stopień napełnienia, gęstość nasypowa, kohezyjność, struktura cząstek, strategia dozowania, prędkość obrotowa i wyładunek. ComDisc® i DosiFlap® wspierają opróżnianie resztkowe i dozujące napełnianie, podczas gdy wolnoobrotowy sposób pracy oraz w razie potrzeby dołączane rotory tnące łączą ochronę produktu z celową deaglomeracją. Rzeczywiście osiągalny czas mieszania i jednorodność są dokumentowane w centrum prób z oryginalnym produktem i sprawdzane na całym łańcuchu procesowym aż do napełniania.

Czytaj więcej

Dyspergowanie aglomeratów w zawiesinach ceramicznych jest kluczowym etapem dla jednorodności masy lejnej, gęstości wyrobu surowego, aktywności spiekania i niezawodności mechanicznej elementów.

amixon® dysperguje aglomeraty w sposób ukierunkowany za pomocą załączanych rotorów tnących lub HighShearBlades: masa wsadu jest łagodnie i wolnoobrotowo przemieszczana przez mieszadło SinConvex®, a przez lokalnie ograniczoną strefę ścinania przechodzą wyłącznie aglomeraty. Intensywność, czas trwania i wyposażenie narzędzia są regulowane, bez obciążania struktury cząstek całego wsadu i w sposób pyłoszczelny w komorze mieszania w strefie ATEX 20.

Czytaj więcej

Przy wsadach powyżej 2.000 litrów typowe czasy mieszania suchych składników spożywczych mieszczą się przeważnie między 1 a 15 minutami, przy czym wiele zastosowań standardowych osiąga już w 5 do 8 minut jednorodność na poziomie CV ≤ 5 %. Dokładny czas mieszania zależy przede wszystkim od zasady mieszania, właściwości produktu i ewentualnych dodatków ciekłych i powinien być zawsze walidowany próbą z produktem oryginalnym.

amixon® osiąga krótkie czasy mieszania konstrukcyjnie: mieszadło SinConvex® wymuszenie przemieszcza całą objętość, a w KoneSlid® KS idealna jakość mieszania jest osiągana już po 20 do 40 obrotach. Jakość mieszania jest niezależna od stopnia napełnienia od 10 do 100 %, a segregacji przy wyładunku zapobiegają ComDisc® lub kilkusekundowe opróżnianie KS. Konkretne czasy dla danej receptury potwierdza próba w centrum prób.

Czytaj więcej

Dla suchych proszków katodowych i anodowych nadają się mieszalniki intensywne, mieszalniki lemieszowe z celową funkcją choppera oraz delikatne mieszalniki pionowe i stożkowe – często jako połączenie premiksowania, deaglomeracji i końcowej homogenizacji. Dla slurry bateryjnych kluczowymi technologiami są mieszalniki planetarne, dwuplanetarne mieszalniki i dyssolwery planetarne; przy sadzy przewodzącej i CNT może być wymagane wstępne dyspergowanie wysokościnające. Ciągłe procesy dwuślimakowe są istotne dla wysokich wydajności z precyzyjnym dozowaniem. Najlepsze rozwiązanie nie wynika z pojedynczego typu mieszalnika, lecz z systemu materiałowego, kolejności dodawania, wymaganej deaglomeracji, dopuszczalnego wprowadzania energii, ochrony przed kontaminacją i całej drogi procesowej aż do powlekania.

Mieszalniki amixon® mogą delikatnie homogenizować proszki katodowe i anodowe dzięki wolnoobrotowemu całkowitemu przepływowi SinConvex® i chronić przed ścieraniem metalicznym za pomocą dostosowanej strategii materiałowej. Można stosować materiały odporne na zużycie, hartowane narzędzia, węgliki spiekane lub ceramiczne powłoki plazmowe; dla szczególnie krytycznych wymagań czystości elementy mające kontakt z produktem można chronić ceramiką tlenkową. Przy kohezyjnych sadzach przewodzących, CNT lub twardych aglomeratach może być wymagany dodatkowy lokalny stopień deaglomeracji. Aparaty szczelne gazowo, inertyzowalne i przystosowywalne do strefy ATEX 20 wspierają obchodzenie się z materiałami wrażliwymi na wilgoć lub utlenianie oraz wybuchowymi pyłowo. Ostateczny wybór mieszalnika, materiałów, sposobu pracy, koncepcji wyładunku i strategii czyszczenia jest walidowany z oryginalnym produktem oraz analityką jakości mieszania, cząstek i kontaminacji.

Czytaj więcej

OEE oznacza Overall Equipment Effectiveness, czyli całkowitą efektywność wyposażenia, i składa się z dostępności, wydajności i jakości. Krótsze czasy mieszania zwiększają wydajność, gdy mieszalnik rzeczywiście stanowi wąskie gardło linii. Szybsze, zwalidowane czyszczenie zwiększa dostępność dzięki krótszym zmianom produktu i może jednocześnie poprawić jakość poprzez mniejszą kontaminację krzyżową, braki i poprawki. Wpływ na OEE musi zawsze być wyprowadzony z pełnego czasu wsadu i rzeczywistej analizy strat. Miarodajna nie jest pojedyncza oszczędność w minutach, lecz trwale uzyskany czas na produkcję produktów zgodnych ze specyfikacją, o stabilnej jakości mieszania i udowodnionej skuteczności czyszczenia.

amixon® poprawia OEE instalacji mieszania proszków poprzez trzy czynniki: dostępność, wydajność i jakość. Dostępność korzysta z mieszadeł łożyskowanych od góry, niskiej liczby krytycznych dla produktu miejsc zużycia, konserwacji zapobiegawczej i daleko idącego opróżniania resztkowego dzięki SinConvex®, SinConcave® i ComDisc®. Wydajność rośnie, gdy krótkie czasy mieszania, szybkie opróżnianie, wspomagane przez DosiFlap® dozujące napełnianie oraz krótkie, odtwarzalne zmiany czyszczenia skracają czas wsadu. MultiPlane® wspiera szczególnie delikatne procesy mieszania, podczas gdy w razie potrzeby rotory tnące lokalnie deaglomerują. OptiClean®, CleverCut® i OmgaSeal® sprzyjają dostępności oraz przyjaznej dla czyszczenia konstrukcji o niskiej liczbie stref martwych. WaterDragon® standaryzuje czyszczenie na mokro i przyspiesza dzięki programowalnym dyszom celowanym oraz suszeniu ciepłym powietrzem ponowne uruchomienie. Konkretny wzrost OEE musi zostać wykazany z oryginalnym produktem i pełną analizą strat danej linii produkcyjnej.

Czytaj więcej

CoV i RSD są centralnymi, matematycznie identycznymi wskaźnikami do oceny jakości mieszania w mieszankach spożywczych. Oba są obliczane jako odchylenie standardowe podzielone przez wartość średnią, pomnożone przez 100 procent. Niskie wartości wskazują na niewielki rozrzut, a tym samym na dobre równomierne rozłożenie badanego składnika znacznikowego. Jako orientację techniczną wartości do około 5 procent uznaje się często za bardzo dobre, a wartości do 10 procent w wielu zastosowaniach za akceptowalne; wiążące są jednak zawsze specyfikacja specyficzna dla produktu i profil ryzyka receptury. Miarodajność zależy decydująco od reprezentatywnego pobierania próbek, wystarczającej ilości próbki, odpowiedniego składnika znacznikowego i precyzyjnej analityki. Obok CoV i RSD należy oceniać zgodność z wartością zadaną, wartości pojedyncze, przebieg wyładunku oraz przy procesach ciągłych czasowy rozkład stężenia.

CoV i RSD są centralnymi i matematycznie tożsamymi wskaźnikami do oceny jakości mieszania w zastosowaniach spożywczych. Oba są obliczane jako odchylenie standardowe podzielone przez wartość średnią i podawane w procentach. Wartości do około 5 procent uznaje się często za bardzo dobre, wartości do około 10 procent w wielu zastosowaniach za akceptowalne; miarodajna pozostaje jednak specyfikacja specyficzna dla produktu i krytyczne znaczenie danego składnika. amixon® wspiera ocenę poprzez reprezentatywne, warstwowe pobieranie próbek, zintegrowane lub dostępne punkty pobierania próbek, monitorowanie parametrów oparte na sterowniku PLC oraz pełną dokumentację wsadów. Jakość mieszania musi być oceniana na całej drodze procesowej łącznie z wyładunkiem. Higieniczne, dobrze czyszczalne i delikatnie dla produktu eksploatowane systemy mieszania wspierają przy tym wiarygodną jednorodność, szybkie zmiany produktu i skuteczne opanowanie alergenów.

Czytaj więcej

Przeciwko rozdzielaniu się musli i płatków zbożowych w opakowaniu działają przede wszystkim delikatny podstawowy proces mieszania, celowe premiksowanie mikroskładników, ewentualnie wiązanie frakcji drobnej odpowiednim powlekaniem oraz krótkie, o niskich wibracjach i niskiej wysokości spadku drogi produktu. Zbiorniki z przepływem masowym i odpowiednie elementy wyładowcze zmniejszają rozdzielanie się mieszaniny w buforach i lejach. Najbardziej solidnym rozwiązaniem dla mocno różniących się lub wysokowartościowych składników jest często oddzielne dozowanie blisko opakowania za pomocą wagi wielogłowicowej, ponieważ mieszanina powstaje dopiero bezpośrednio przed workiem. Czy mieszanina pozostaje stabilna aż do opakowania końcowego, trzeba sprawdzić za pomocą próbek na wyładunku, transporcie i przebiegu pakowania z oryginalnym produktem.

Mieszalnik amixon® KoneSlid® KS łączy delikatne, trójwymiarowe wymuszone przemieszczanie z krótkim czasem mieszania i wyładunku. Specjalne urządzenia zwilżające mogą celowo wiązać drobny pył, proszki przyprawowe lub frakcje łamane z większymi składnikami musli. Dzięki temu zmniejsza się perkolacja swobodnie ruchomej frakcji drobnej, a mieszanina może pozostać stabilniejsza na drodze do opakowania. Optymalny efekt zależy od spoiwa, ilości dozowania, wielkości kropli, miejsca dozowania, receptury i dalszej obsługi produktu. Obok samej mieszaniny wyładunek, drogi transportu, wysokości spadku, bufory i opakowanie muszą być zaprojektowane w sposób ograniczający rozdzielanie się mieszaniny i sprawdzone z oryginalnym produktem na całej drodze procesowej.

Czytaj więcej

Przy wytwarzaniu premiksów dla zastosowań farmaceutycznych, spożywczych i chemicznych jednorodne rozmieszczenie mikrodozowań – typowo substancji czynnych, witamin, mikroelementów, enzymów, barwników, aromatów lub dodatków katalitycznie czynnych – jest jednym z najbardziej wymagających zadań inżynierii procesowej. Mikrodozowania występują zwykle w udziałach masowych poniżej 1 % aż do zakresu ppm lub ppb.

Mieszalniki precyzyjne amixon® tworzą technicznie idealną mieszaninę losową, w praktyce niemożliwą do dalszego ulepszenia, niezależnie od stopnia napełnienia od 10 do 100 %. Homogenizowane są proporcje składników do 1:100.000, a niskie prędkości obwodowe od 0,8 m/s zapobiegają wprowadzaniu ciepła. Docelowe wartości RSD są weryfikowane wcześniej w centrum prób z produktem oryginalnym i planem pobierania próbek.

Czytaj więcej

Do ciągłej produkcji proszkowych środków piorących o wysokiej wydajności i bardzo wąskiej jednorodności stosuje się przede wszystkim typy mieszalników z mechanicznie fluidyzowanym złożem.

Mieszalnik ciągły amixon® AMK nadaje się do produkcji proszku piorącego o wysokiej wydajności i stałej jednorodności, ponieważ wydajność i czas przebywania można ustawiać niezależnie, a jakość mieszania pozostaje powtarzalna dzięki narzędziu SinConcave®/SinConvex®. Jest szczególnie odpowiedni do długich kampanii ze stałymi oknami procesowymi i mikrodrobnego wprowadzania cieczy, podczas gdy amixon® zabezpiecza projektowanie i niezawodność procesu w centrum prób z produktem oryginalnym.

Czytaj więcej

Wolnoobrotowe konwekcyjne mieszalniki jedno- lub dwuwałowe są najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem dla jednorodnych proszków przyprawowych i mieszanych materiałów sypkich przy niskim obciążeniu cząstek. Bębny powlekające są szczególnie delikatne dla kruchych przekąsek, orzechów, ekstrudatów i ziół, gdy ma być nakładany olej, slurry lub sucha przyprawa. Rozwiązania kontenerowe oferują zalety przy częstych zmianach receptur, zamkniętej obsłudze i zarządzaniu alergenami, jednak przy recepturach kohezyjnych lub złożonych wymagają aktywnego systemu mieszania. Dla ciągłych linii przekąskowych nadają się bębny powlekające, powlekarki taśmowe i systemy przyprawiania na maszynie (on-machine seasoning). Ostateczny wybór powinien być zabezpieczony z oryginalnym produktem na podstawie jakości mieszania, wskaźnika łamania, rozkładu powłoki, opróżniania resztkowego oraz zwalidowanego czasu zmiany lub czyszczenia.

Mieszalniki amixon® umożliwiają szczególnie delikatną homogenizację przypraw, ziół, herbaty, kawy i wrażliwych produktów instant dzięki wolnoobrotowemu, trójwymiarowemu wymuszonemu przemieszczaniu SinConvex®. Działanie mieszające powstaje poprzez kontrolowaną cyrkulację produktu, a nie poprzez silne strefy rzutu, uderzenia czy zgniatania. Rotory tnące mogą być w razie potrzeby lokalnie dołączane do deaglomeracji. Dla bardzo kruchych produktów SpherHelics® SH i KoneSlid® KS oferują wyspecjalizowane koncepcje mieszania; Gyraton® GM nadaje się do wielkoobjętościowych, szczególnie delikatnych wsadów do około 100 m³. Szybkie zmiany produktu są wspierane przez daleko idące opróżnianie resztkowe, dobrą dostępność i walidowalne czyszczenie na sucho lub na mokro. Rzeczywista jakość mieszania, integralność cząstek, stabilność wyładunku i czas zmiany są dokumentowane i sprawdzane w centrum prób z oryginalnym produktem.

Czytaj więcej

Blog

Silos mieszający zapewnia optymalne właściwości mieszania
O precyzyjnym mieszaniu materiałów stałych dyspersyjnych mówimy wtedy, gdy przy stężeniu składników do 1:100 000 współczynnik zmienności jakości mieszania jest mniejszy niż 5 % i można go powtórzyć. Takie precyzyjne miksery są dostępne u wielu różnych producentów w wielu różnych wersjach. Niektóre…

Czytaj więcej

Mieszalnik kulowy do materiałów sypkich: SpherHelics®
Mieszalniki kulowe i mieszalniki kulowe z wgłębieniem firmy amixon® noszą znak towarowy SpherHelics®. W mieszalniku kulowym z wgłębieniem firmy amixon® wał mieszający obraca się wokół osi pionowej lub nachylonej. W centrum technicznym dostępnych jest ponad 30 różnych mieszalników amixon® do…

Czytaj więcej

Mieszalniki pasz dla bydła, drobiu i trzody chlewnej
Zwierzęta hodowlane muszą być karmione precyzyjnie i zgodnie z wymaganiami. wysokowydajne/precyzyjne mieszalniki amixon® mieszają wszystkie rodzaje pasz zgodnie z wymaganiami. mieszalniki amixon® mieszają receptury składników do 1:100 000 precyzyjnie i szybko. mieszalniki amixon® opróżniają się…

Czytaj więcej

Mieszalnik KoneSlid® z funkcją całkowitego opróżniania
KoneSlid®: Wymiesza proszek w kilka sekund i rozładuje go całkowicie.

Czytaj więcej

Mieszalnik silosowy Gyraton do wydobycia, przetwarzania i rafinacji metali ziem rzadkich
Mieszalnik silosowy Gyraton® do zastosowań w górnictwie, rafinacji i wzbogacaniu. Jednorodne proszki i zawiesiny zapewniające stabilny i energooszczędny przebieg procesu.

Czytaj więcej