Macchine per il confezionamento in sacchetti preformati per prodotti ad alta viscosità

Come funzionano i sacchetti Macchine per il confezionamento in sacchetti preformati Gestione di fluidi ad alta viscosità

Perché i dosatori standard non funzionano con materiali viscosi

I normali sistemi di riempimento volumetrico o a gravità incontrano seri problemi nel gestire materiali con viscosità superiore a circa 5.000 centipoise, poiché questi materiali viscosi non scorrono correttamente. Si pensi a quegli adesivi densi, a quei gel appiccicosi o a quelle sostanze sciroppose che si tenta di dosare. La forza di gravità, in pratica, cessa di agire su di essi; cosa accade allora? I contenitori vengono riempiti in modo irregolare e gran parte del prodotto rimane intrappolata negli ugelli dopo l’erogazione. Ciò comporta confezioni sottodosate, linee di produzione più lente e, in alcuni casi, fino al 15 percento di prodotto sprecato. E non si tratta soltanto di garantire la quantità corretta: quando durante il riempimento viene intrappolata aria, l’accuratezza del dosaggio ne risulta completamente compromessa. Inoltre, quando il materiale forma filamenti dall’ugello simili alla liquirizia, ciò causa problemi nella fase di sigillatura e lascia residui su tutta l’attrezzatura, che dovrà essere pulita successivamente.

Pompaggio a spostamento positivo: il meccanismo fondamentale nelle macchine affidabili per il confezionamento in buste

L'attuale attrezzatura per il confezionamento in buste pronte all'uso utilizza spesso pompe a spostamento positivo quando si devono trattare prodotti densi. Queste differiscono dai comuni sistemi a caduta libera o basati sul volume, poiché intrappolano effettivamente quantità esatte di liquido all'interno di compartimenti chiusi. Il meccanismo prevede generalmente componenti come pistoni, ingranaggi o lobi rotanti che spingono il prodotto in avanti indipendentemente dalla resistenza presente nel sistema. Che cosa rende queste pompe così efficaci? Mantengono un’accuratezza di circa lo 0,5 % nei tassi di riempimento anche quando trattano materiali estremamente viscosi, fino a cinquantamila centipoise. Questo livello di precisione comporta diversi vantaggi degni di nota:

• Nessuna degradazione per taglio : La manipolazione delicata preserva l’integrità reologica di prodotti sensibili, come le paste di silicone
• Controllo della pressione in linea : Garantisce un flusso costante senza schizzi né formazione di schiuma
• Aspirazione adattiva : Gestisce le particelle in sospensione senza intasamenti
• Residuo minimo : Riduce al minimo le perdite di prodotto

Guida alla selezione delle pompe per il riempimento di prodotti viscosi

Pompe a pistone rispetto a pompe a rotore: precisione, pulibilità e corrispondenza della reologia

La scelta della pompa più adatta per sostanze viscose con viscosità superiore a 5.000 centipoise dipende da tre fattori principali: la precisione, la facilità di pulizia e la compatibilità con le caratteristiche di flusso del prodotto. Le pompe a pistone offrono una precisione di circa ±0,5% in termini di accuratezza volumetrica, ma le loro guarnizioni si usurano più rapidamente e richiedono manutenzione regolare. Queste pompe sono particolarmente indicate per materiali che non subiscono danni dovuti al taglio durante il pompaggio, come adesivi industriali e sigillanti per l’edilizia. Le pompe a rotore, tra cui quelle a lobi o a ingranaggi, gestiscono meglio i prodotti delicati, poiché esercitano una forza di taglio inferiore. I produttori di cosmetici le preferiscono per prodotti come creme e salse, anche se l’accuratezza può scendere di circa l’1,5% in presenza di variazioni di viscosità. Per quanto riguarda i requisiti di pulizia, esiste una notevole differenza tra queste soluzioni: la maggior parte delle pompe a pistone richiede lo smontaggio completo dei componenti per garantire una sanificazione adeguata, mentre i sistemi a rotore con superfici lisce e lucidate consentono operazioni di pulizia in situ (CIP) più rapide, senza la necessità di smontare i componenti.

Quando scegliere pompe a pistone con rivestimento ceramico per applicazioni sterili e ad alta precisione

Per applicazioni sterili in cui la contaminazione è assolutamente inaccettabile, come nella produzione farmaceutica o nutraceutica, le pompe a pistone con rivestimento ceramico sono indispensabili. Queste pompe presentano una superficie ceramica non porosa alla quale i batteri semplicemente non aderiscono, oltre a resistere meglio dei modelli convenzionali ai detergenti aggressivi. Ciò comporta una riduzione del tempo dedicato ai cicli di pulizia di circa il 30%. La finitura eccezionalmente liscia impedisce inoltre ai prodotti di ristagnare all’interno della pompa, garantendo una variabilità inferiore allo 0,1% durante il riempimento di fiale per vaccini o di altri prodotti biologici. Un altro importante vantaggio è che tali rivestimenti impediscono il rilascio di ioni metallici nelle formulazioni, sia acide che alcaline. Ciò consente ai produttori di rispettare agevolmente i rigorosi requisiti normativi della FDA stabiliti nel Titolo 21 del Codice dei Regolamenti Federali (CFR), Parte 11.

Ingegneria del riempimento di precisione: eliminazione di gocciolamento, filamenti e residui

I prodotti ad alta viscosità—tra cui gel, paste e salse dense—presentano sfide ingegneristiche specifiche per le macchine per il confezionamento in sacchetti preformati: gocciolamento post-riempimento, formazione di filamenti e residui sull’ugello.

Ugelli anti-gocciolamento e tecnologia di riempimento a immersione per sacchetti preformati appiccicosi

Quando gli ugelli con rivestimento idrofobico lavorano in sinergia con le valvole pneumatiche di chiusura, interrompono praticamente immediatamente il flusso del prodotto subito dopo l’erogazione. È inoltre impiegata una tecnologia denominata «riempimento a immersione». In pratica, gli ugelli si immergono effettivamente nel sacchetto durante la fase di riempimento. Questa configurazione complessiva elimina i fastidiosi spazi d’aria che causano schizzi e filamenti. Alcuni test condotti da terze parti hanno rilevato una riduzione del circa 78% dei filamenti rispetto ai comuni sistemi tradizionali disponibili sul mercato. Per prodotti come adesivi o gel farmaceutici particolarmente difficili da gestire, un controllo di questo tipo è estremamente importante, poiché anche quantità minime di materiale residuo possono compromettere la tenuta perfetta necessaria per un corretto confezionamento.

Integrazione della sigillatura ermetica e controllo del richiamo assistito da vuoto

Al termine delle operazioni di riempimento, i sistemi integrati di vuoto entrano in funzione entro pochi millisecondi per aspirare qualsiasi materiale in eccesso che si accumuli sulle punte degli ugelli. Questo cosiddetto meccanismo di "aspirazione inversa" opera in sinergia con le ganasce di tenuta estremamente precise, impedendo così la contaminazione del prodotto nelle aree critiche di sigillatura. Le guarnizioni contaminate rappresentano infatti la causa principale di fallimento dei sacchetti quando si trattano prodotti densi e appiccicosi. L’intero sistema a circuito chiuso riduce gli sprechi di materiale durante le fasi di spurgo di quasi il 93%, risultato particolarmente impressionante se si considera che mantiene comunque un’accuratezza di riempimento entro una tolleranza di ±0,5%. Inoltre, questo sistema funziona in modo affidabile anche con materiali estremamente viscosi, la cui viscosità supera i 50.000 centipoise.

Compatibilità con il sistema CIP e controllo della contaminazione per linee prodotto viscose

Buoni protocolli di pulizia in posto (CIP) non possono semplicemente essere ignorati quando si trattano prodotti con una consistenza densa. Le sostanze appiccicose lasciate da prodotti come salse, colle o sostanze gelatinose tendono a rimanere dopo i normali interventi di pulizia. Ciò genera problemi concreti legati al rischio di contaminazione e rende difficile mantenere adeguati standard igienici. Molti sistemi moderni di confezionamento in sacchetto sono ora dotati di funzioni CIP automatiche. Questi sistemi eliminano la necessità di smontare manualmente l’intero impianto, consentendo un notevole risparmio di tempo durante le operazioni di manutenzione. Alcuni rapporti indicano che tali processi automatizzati riducono il fermo macchina di circa due terzi rispetto ai metodi tradizionali, oltre a garantire risultati costanti e affidabili ad ogni ciclo.

Quando si parla di caratteristiche fondamentali del design, ci riferiamo a materiali resistenti alla corrosione, come l’acciaio inossidabile 316L, nonché a percorsi fluidi lisci che evitano qualsiasi fastidiosa incavatura in cui i residui potrebbero accumularsi. Anche gli ugelli devono essere performanti: devono essere progettati appositamente per rimuovere efficacemente quei depositi viscosi particolarmente ostinati che tendono ad accumularsi nel tempo. Controlli della temperatura e della portata programmabili fanno davvero la differenza, consentendo agli operatori di regolare l’intensità del processo di pulizia in base al tipo di sporco da rimuovere. Per gli impianti dotati di sistemi di pulizia in posto (CIP), le guarnizioni ermetiche sono indispensabili, poiché impediscono l’ingresso di aria dove non dovrebbe entrare. E non dobbiamo dimenticare la tecnologia di aspirazione assistita da vuoto, che evita gocciolamenti dopo le operazioni di riempimento. Queste caratteristiche non sono semplicemente un plus: sono assolutamente necessarie affinché le aziende possano rispettare i rigorosi requisiti igienici FDA ed EHEDG nei settori che vanno dalla produzione alimentare alla fabbricazione farmaceutica, fino ai prodotti per la cura della persona.

Domande Frequenti

Quali tipi di prodotti richiedono generalmente pompe a spostamento positivo per l'imballaggio in busta?

I prodotti con viscosità elevate superiori a 5.000 centipoise, come adesivi, gel, paste e salse dense, richiedono spesso pompe a spostamento positivo per un imballaggio in busta efficace e preciso.

Perché il rivestimento ceramico è importante per le pompe a pistone nelle applicazioni sterili?

Il rivestimento ceramico fornisce una superficie non porosa che impedisce l’adesione dei batteri, offre resistenza a detergenti aggressivi e riduce al minimo il rischio di rilascio di ioni metallici, rendendolo ideale per applicazioni sterili nel settore farmaceutico e nutraceutico.

Quali sono i vantaggi della tecnologia di riempimento subacqueo e degli ugelli anti-gocciolamento?

Queste tecnologie riducono al minimo gli schizzi di prodotto e la formazione di sacche d’aria durante il processo di riempimento, diminuendo efficacemente il fenomeno del filamento (stringing) di circa il 78%, garantendo così una corretta sigillatura e riducendo i residui di prodotto che potrebbero compromettere l’integrità dell’imballaggio.