Perchè la segregazione delle miscele rappresenta un problema
Stratificazione del materiale e perdità di uniformità minano la qualità del prodotto finito
Il problema della demiscelazione di materiali granulari è ben noto a produttori, a trasportatori ed a chiunque sia familiare ai processi industriali con materiali in polvere.
Qualunque sia il grado qualitativo richiesto in una specifica applicazione (alimentare, farmaceutica, preparazioni chimiche…) l’uniformità di una miscela polverosa gioca un ruolo chiave.
Prendendo una miscela binaria a titolo di esempio, di solito si definiscono tre gradi di miscelazione:
- Miscele perfette
La miscela ha, in ogni punto dello spazio, la stessa identica composizione. Questa è un’idea teorica, non realmente raggiungibile in pratica. (figura a).
- Miscele casuali
In questa miscela, la probabilità di trovare una particella in ogni punto dello spazio è la stessa. (figura b).
- Miscele segregate (segregating mixure):
Sono miscele dove la probabilità di trovare un determinato componente varia da zona a zona. (figura c).
Le applicazioni di solo trasporto pneumatico non rientrano nella normativa di riferimento per l’industria 4.0.; tuttavia, quando vengono integrati in impianti rispondenti alla normativa, diventano parte del processo produttivo e ne acquisiscono i requisiti necessari.
Nelle fasi di progettazione di un sistema di produzione, la consulenza dei tecnici Air-Tec System ha l’obiettivo di garantire l’effettiva integrazione per il raggiungimento dei requisiti richiesti alla normativa.
Si capisce perciò perché la segregazione rappresenti un problema molto diffuso nell’esperienza industriale. Per molte operazioni produttive e\o logistiche risulta infatti impraticabile ottenere il grado di miscelazione necessario, ed in questi casi si parla di segregazione.
Il trasporto pneumatico in fase densa supera efficacemente questa difficoltà. Nel trasporto vengono utilizzati circa 30 litri di gas per spostare 1 kg di prodotto, ma per via delle alte pressioni impiegate (superiori ad 1 barg) il materiale si muove in tappi così compatto da non permettere alle particelle piu piccole di percolare all’interno.
La tendenza di un prodotto a perdere uniformità di miscelazione deve essere verificata in una fase preliminare durante un’analisi di laboratorio per poter essere controllata durante il trasporto. Nei nostri laboratori diversi campioni di materiale vengono prelevati prima e dopo le prove di trasporto pneumatico, e vengono osservati all’interno di vasetti trasparenti da 250 ml, come si vede nella fotografia.
La misurazione della bulk density media della polvere in base alle diverse altezze consente di quantificare nel dettaglio la possibile segregazione e prevenire la stratificazione.
Francesco Pozzi
Responsabile Ricerca e Sviluppo Air-Tec System