Какие преимущества дают контейнерные смесители (IBC) для гибких размеров загрузок и быстрой смены продукта в контрактном смешивании?
Контейнерные смесители с промежуточными контейнерами для сыпучих материалов (IBC) особенно подходят для предприятий контрактного смешивания с переменными размерами загрузок и частой сменой продукта. Они сочетают технологические, логистические и гигиенические преимущества в модульной системе.
Некоторые контейнерные смесители работают как гравитационные смесители. При этом ёмкость вращается или наклоняется, так что продукт в смесительной камере падает и перекатывается. Такие системы подходят прежде всего для свободно текущих порошков и гранул со схожей насыпной плотностью, распределением частиц по размерам и свойствами текучести. Наряду с этим существуют контейнерные смесители с активно движущейся мешалкой в ёмкости. Они считаются прецизионными смесителями, универсально применимы и подходят также для более сложных рецептур.
Центральное преимущество состоит в том, что сам IBC служит смесительным сосудом. Загрузка, смешивание, промежуточное хранение, транспортировка и выгрузка происходят в одной и той же ёмкости. Классическая перегрузка отпадает. Гибкость растёт, смена продукта ускоряется, а различные размеры загрузок можно проводить с неизменным качеством.
Системы IBC дают высокую свободу в отношении размера загрузки. Благодаря разным размерам контейнеров — от меньших до нескольких тысяч литров — размеры загрузок можно точно адаптировать к объёму заказа без необходимости переналадки смесительной станции. Контейнерные смесители типично работают со степенью наполнения примерно от 40 до 80 процентов. Когда количество загрузки адаптируется к размеру контейнера, степень наполнения и тем самым поведение течения и смешивания остаются сопоставимыми. Стационарные смесители, напротив, чаще всего оптимизированы под номинальный объём и теряют качество смешивания при недозаполнении. Системы IBC обходят этот недостаток.
Смена продукта выигрывает от короткого времени переналадки и очистки. Смена происходит по сути через замену контейнера; базовую машину относительно просто очистить. Риск перекрёстного загрязнения заметно снижается. При необходимости каждой рецептуре можно назначить собственный IBC. Это делает такие системы особенно интересными для областей с высокими гигиеническими требованиями, например в пищевой, фармацевтической, лакокрасочной промышленности или производстве добавок.
Технологически гравитационные контейнерные смесители работают очень щадяще. Гомогенизация происходит за счёт вращения, качания или наклона всей ёмкости, чаще всего без внутренних встроенных элементов в продуктовом пространстве. Благодаря этому снижаются сдвиговая нагрузка, разрушение частиц и сегрегация у чувствительных сыпучих материалов. Благодаря определённым частотам вращения, углам наклона и времени смешивания достижимы воспроизводимые результаты с целевыми относительными стандартными отклонениями в низком однозначном процентном диапазоне. Закрытая система снижает выбросы пыли и защищает от воздействия критических пылей.
Логистически контейнерные смесители IBC обеспечивают параллельную работу. Процессы загрузки, смешивания, очистки и выгрузки можно разделить во времени. Пока одна загрузка смешивается, второй контейнер можно загружать, а третий очищать. Смесительная станция становится тем самым центральным узлом обработки с высокой загрузкой. Одновременно IBC выступает как складская, смесительная и дозирующая ёмкость, так что перегрузка между накопительными и смесительными ёмкостями отпадает. Это экономит время, снижает потери и уменьшает образование пыли.
Прослеживаемость можно хорошо организовать. Каждый контейнер можно снабдить маркировкой загрузки и тем самым отслеживать через весь процесс. Это поддерживает документацию, соответствующую GMP, и аудит-трейлы в контрактном производстве. Затраты на очистку концентрируются на ёмкости и немногих интерфейсах вместо сложных стационарных смесительных геометрий. Благодаря этому снижаются расход моющих сред, воды и рабочее время.
С точки зрения безопасности труда и охраны окружающей среды закрытая система минимизирует воздействие пыли на персонал. Атмосферное загрязнение окружения снижается, так что разные продукты можно параллельно перерабатывать в одном цехе, не влияя друг на друга.
Контейнерный смеситель amixon® COM: смешивание непосредственно в ёмкости — без перегрузки
amixon® предлагает две разные контейнерные смесительные системы как прецизионные смесители для идеального качества смешивания:
- систему COM с открытыми контейнерами для сыпучих материалов (Mixtainer®);
- систему, в которой стандартные IBC применяются как смесительный сосуд.
Основой обеих систем являются вертикальные спиральные мешалки amixon®, рассчитанные на трёхмерное принудительное перемешивание и воспроизводимую однородность.
У COM сам контейнер для сыпучих материалов служит смесительной камерой. Ленточная мешалка SinConcave®/SinConvex®-MultiPlane® (спиральная смесительная система) вводится сверху в смешиваемый материал, а контейнер закрывается крышкой — по желанию также с автоматическим обращением с крышкой. Затем спиральная мешалка смешивает в герметично закрытой по газу ёмкости и в реверсивном режиме медленно «выкручивается» обратно наружу. Контейнер с готовым смешанным продуктом можно извлечь напрямую. Размерно точные Mixtainer® являются стандартным сосудом. Установки на основе стандартных IBC также реализуемы. Ёмкость выступает как дозирующий, смесительный, транспортный и накопительный сосуд для фасовочных машин, экструдеров или процессов с жидкостями.
В отличие от гравитационных или чисто ротационных смесителей, система COM работает с динамически движущейся, контролирующей пространство спиральной мешалкой. Только с этой геометрией мешалки соотношения компонентов до примерно 1:100.000 технически идеально гомогенизируются, также при сильно различающихся насыпных плотностях, размерах частиц и при участии жидких или влажных компонентов. Трёхмерная тотальная циркуляция — на периферии вверх и в центре вниз — создаёт наивысшее качество смешивания уже при низкой степени наполнения. Опционально доступен режущий ротор с подачей жидкости, сочетающий в зоне своего действия дезагломерацию и смачивание. Смесительная камера рассчитана на зону 20 по ATEX.
Контейнерные смесители amixon® последовательно рассчитаны на разделённое производство. Взвешивание, смешивание и фасовка происходят в разных помещениях. Пока в одной зоне идёт переналадка или очистка, в другой зоне производство продолжается. Для автоматической влажной очистки и сушки мешалки может быть пристыкован Washtainer®. Типоразмеры охватывают диапазон примерно от 100 до 4.000 литров объёма загрузки. По желанию реализуются также исполнения, соответствующие EHEDG, FDA и 3-A.
Расчёт и интеграция выполняются под конкретный проект. Логистика ёмкостей, обращение с крышками и периферия конструируются на основе URS эксплуатирующей организации — каждый аппарат уникальное изделие. Параметры смешивания и очистки для конкретных рецептур подтверждаются и документируются в испытательном центре amixon® с оригинальным продуктом.
Конструктивную основу образует гигиенический дизайн amixon®. Смесительная камера и спиральная мешалка сварены без щелей и отшлифованы. Мешалка опирается исключительно сверху, так что критичный с точки зрения загрязнения нижний вывод вала отсутствует. Выпускные органы без застойных зон и встроенные моющие копья обеспечивают валидируемую сухую и влажную очистку согласно руководствам EHEDG, гигиеническим требованиям FDA и стандартам 3-A Sanitary Standards.