Macinazione a temperatura controllata, criomacinazione e inertizzazione: il trio vincente per un impianto ad alte prestazioni

Questo articolo descrive i vantaggi dei gas industriali per una macinazione efficiente.

I gas industriali come l'azoto liquido svolgono un ruolo cruciale nei processi di criomacinazione. Permettono di garantire alte prestazioni e di ottenere un'alta qualità dei prodotti finiti, anche per prodotti sensibili o infiammabili. 
Questi processi, utilizzati in molti settori come la lavorazione della plastica, dei prodotti alimentari o anche dei principi attivi cosmetici e farmaceutici, permettono di preservare le proprietà di queste componenti aumentando inoltre l'efficienza in termini di quantità di prodotto macinato.

I vantaggi dell'inertizzazione con azoto prima, durante e dopo la macinazione

L'inertizzazione consiste nel sostituire l'aria attorno al prodotto con un'atmosfera inerte come l'azoto. 
Distinguiamo:

1. Inertizzazione per qualità ottimale: questo processo, eliminando l’ossigeno e l'umidità, permette di  evitare l'ossidazione dei principi attivi e delle materie prime lavorate.
2. Inertizzazione di sicurezza: ha lo scopo di ridurre la concentrazione di ossigeno per eliminare il rischio di infiammabilità o esplosione. Utilizzato in vari processi di macinazione, questo processo garantisce la sicurezza del sistema e tutela gli operatori e gli impianti.

È possibile utilizzare l'inertizzazione in diverse fasi della produzione di polveri come nei serbatoi di stoccaggio delle materie prime, durante il trasferimento e/o il confezionamento delle polveri.

Lo sapevi? L'azoto gassoso necessario per l'inertizzazione è naturalmente presente nelle operazioni di macinazione. Durante il suo cambiamento di stato, infatti, l'azoto liquido libera oltre 600 litri di gas espanso (a 15°C e  a 1 bar di pressione).

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I vantaggi della macinazione e della criomacinazione a temperatura controllata

L'azoto liquido, un fluido liquido criogenico a -196°, consente di controllare le alte temperature sviluppate dall’attrito nei mulini di macinazione , compensando il riscaldamento eccessivo o abbassando le temperature al di sotto del punto di infragilimento.

Macinazione a temperatura controllata

La maggior parte dell'energia utilizzata per la macinazione viene trasformata in calore (quasi il 97%). Il processo di iniezione di azoto liquido direttamente nel mulino compensa questo sviluppo di calore. Questo metodo presenta vantaggi essenziali:

1. In termini di produttività:
   • Si riducono l'intasamento dei filtri, le perdite di prodotto. 
   • Il flusso della polvere è costante e il tasso di produzione del mulino è aumentato.
2. In termini di qualità:
   • I prodotti sensibili al calore non vengono danneggiati. 
   • La granulometria delle particelle ottenute è più fine ed omogenea. La riproducibilità è migliore nel tempo perché il processo è indipendente dalle temperature.

Macinazione a bassa temperatura o criomacinazione

La criomacinazione consiste nel preraffreddare i prodotti al di sotto della loro temperatura di infragilimento per migliorarne la macinazione: plastiche, elastomeri, materiali da riciclare, piante e prodotti fitosanitari, alimentari o farmaceutici, ecc.

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Integrazione di fluidi criogenici negli impianti di macinazione

A - Caso di macinazione a temperatura controllata

Nella macinazione a temperatura controllata, l'iniezione di azoto liquido viene effettuata all'interno del mulino tramite un iniettore montato nella zona di carico del materiale da macinare. 
L'apparecchiatura utilizzata è un gruppo di distribuzione di azoto liquido associato a un controllo della temperatura per regolare con precisione la temperatura di macinazione senza rischio di surriscaldamento. Nella maggior parte dei casi, il sistema si monta direttamente sull'apparecchiatura esistente. Bisogna però fare attenzione a gestire la compatibilità dei materiali e dei componenti delle apparecchiature, che possono infragilirsi con le basse temperature.

B - Caso della criomacinazione

Nella criomacinazione, l'azoto liquido raffredda il prodotto prima di entrare nel mulino, garantendo così l'infragilimento necessario per una macinazione efficiente. 
Air Liquide offre sistemi innovativi che ottimizzano il consumo di gas criogenico, riducendo gli sprechi e massimizzando le prestazioni del processo.
In conclusione, l’utilizzo dell’azoto per le sue proprietà criogeniche e del gas neutro nelle operazioni di macinazione a freddo abbina:

• una grande disponibilità di frigorie per il controllo della temperatura
• flessibilità per adattare questa potenza ai vincoli di produzione, 
• effetto di protezione contro umidità, ossidazione e rischi di infiammabilità ed esplosione
• un investimento e costi di manutenzione molto bassi. La maggior parte del costo del sistema criogenico è basato sul costo della molecola ed è quindi perfettamente controllabile.

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