Как сделать масштабирование с опытного смесителя 20 литров на 2.000 литров для детских смесей малорисковым?
Геометрическое подобие
Соотношения, такие как диаметр мешалки к диаметру ёмкости (D/T), высота наполнения к диаметру ёмкости (H/T), а также положение и расчёт отражательных перегородок, впускных форсунок и датчиков следует по возможности сохранять постоянными. Отклонения меняют картину течения и могут вести к неоднородности распределения жира и введения микронутриентов.
Динамическое подобие и промежуточный масштаб
В зависимости от цели процесса приоритет отдаётся разным показателям:
- Окружная скорость (Tip Speed) для ограничения локальных пиков сдвига у чувствительных к сдвигу компонентов (белки, эмульсии, витамины).
- Удельное внесение мощности (P/V) для интенсивно гомогенизирующих или диспергирующих этапов.
- Число Фруда при процессах с горизонтально установленными мешалками.
Прямой переход от 20 л к 2.000 л (коэффициент 100) рискован. Рекомендуется промежуточная ступень в диапазоне 200–500 л, чтобы:
- заблаговременно выявить нелинейные эффекты, такие как комкование, расслоение или удлинённое время смачивания,
- подтвердить внесение мощности и время смешивания при реальной высоте наполнения,
- подтвердить стратегию подачи порошка и жидкостей,
- определить отбор проб и критерии допуска до переноса на 2.000 л.
Ввод порошка (например, WPC, MPC, лактоза)
Смачивание и диспергирование являются ограничивающими этапами в большом масштабе. Системы ввода ниже уровня жидкости или эжекторная техника помогают минимизировать образование комков. Скорость подачи следует согласовывать с доступной энергией смешивания.
Так amixon® обеспечивает масштабирование от испытательного центра к производству
Масштабирование с низким риском от 20 литров к 2.000 литрам лучше всего удаётся через испытания в испытательном центре с оригинальным продуктом. Так можно подтвердить качество смешивания, щадящую обработку продукта, внесение энергии, время смешивания и степень наполнения в реальных условиях.
В испытательном центре amixon® процессы смешивания и переработки порошка отрабатываются на оригинальных продуктах. Так возникают надёжные данные вместо предположений, что заметно снижает инвестиционный риск.
Это особенно важно для детского питания. Чувствительные распылительно высушенные порошки нужно равномерно смешивать, не теряя при этом структуру частиц, инстант-свойства или поведение текучести. Возникают ли разрушение частиц, пылеобразование или нежелательный сдвиг, надёжно показывает только реальное испытание.
Для этого в испытательном центре amixon® готовы 35 испытательных смесителей разных размеров. Доступны даже испытательные смесители с полезным объёмом до 3 м³. Это даёт максимальную близость к процессу и надёжность для последующего масштабирования до 2.000 литров.
Правильный путь поэтому таков: сначала валидировать в испытательном центре, затем переносить на производственный масштаб. Так качество смешивания, щажение продукта и стабильность процесса заблаговременно подтверждаются.