Il mixer Banbury® è un tipo di macchina industriale in grado di forzare la coesione di gomme e plastiche pesanti, cose che normalmente non si fonderebbero insieme senza molta pressione ed energia. Il suo funzionamento è piuttosto semplice. L’impastatrice ha una forma grossolanamente cilindrica con una grande tramoggia nella quale vengono versati o posti tutti gli ingredienti e gli additivi; quindi, una serie di pistoni e rotatori comprimono i materiali mentre la pressione aumenta e la tramoggia inizia a girare. Nella maggior parte dei casi anche il calore è un elemento importante, sia per attrito naturale che per apporto esterno. I primi modelli sono stati progettati per una produzione semplice e hanno debuttato nei primi anni del 1900. Molte fonti attribuiscono a questo mixer anche l’aiuto all’esplosione dell’industria automobilistica americana circa un decennio dopo, poiché ha reso la produzione di massa di pneumatici molto più semplice e significativamente meno costosa. Il concetto di base Banbury® è ancora utilizzato in molti luoghi, sebbene un certo numero di moderni stabilimenti di pneumatici e altri produttori di gomma siano passati a nuove alternative, solitamente controllate digitalmente.
Invenzione e concetto di base
Il mixer è stato inventato dall’imprenditore britannico Fernley H. Banbury nel 1916 mentre viveva negli Stati Uniti e lavorava per una società di produzione americana che pensava potesse beneficiare dell’efficienza e della potenza della macchina. Quando il suo datore di lavoro ha rifiutato di brevettare l’invenzione, Banbury ha lasciato l’azienda e ha depositato lui stesso il brevetto. Successivamente ha venduto il progetto alla Birmingham Iron Foundry, che ha prodotto l’attrezzatura con il marchio Banbury®.
Durante i primi anni del miscelatore, molti progetti erano in competizione con il miscelatore Banbury®, compresi i miscelatori a rotore singolo, ma non ebbero successo commerciale. In Europa e in Asia, macchine di design simile sono state prodotte in conflitto con i diritti di brevetto americani.
Utilizzo nell’industria automobilistica
Il miscelatore si è rivelato prezioso per molte industrie diverse, comprese quelle che si concentrano sulla produzione di alimenti confezionati e prodotti farmaceutici. Tuttavia, ha avuto forse gli impatti più grandi e profondi sull’industria automobilistica. Goodyear è stato il primo produttore di gomma a trarre vantaggio dalle prestazioni di miscelazione superiori del miscelatore Banbury®. Il mixer è stato un evento rivoluzionario, poiché l’industria automobilistica stava crescendo rapidamente, determinando una nuova domanda di pneumatici in gomma. Le fabbriche che utilizzavano questo miscelatore erano generalmente in grado di produrre di più in meno tempo e con meno energia, il che ha creato un aumento della produttività e ha anche contribuito a ridurre i prezzi per i consumatori.
Come funziona?
Mentre l’attrezzatura ha continuato a essere perfezionata attraverso molti miglioramenti delle funzionalità nel corso degli anni, il meccanismo di base è rimasto invariato. Il modello Banbury® è stato specificato attraverso lo sviluppo di molti nuovi materiali sintetici, inclusi polimeri ad alta viscosità.
I materiali da miscelare vengono introdotti attraverso una tramoggia. Un pistone spinge i materiali nella camera di miscelazione. Due rotori controrotanti forniscono l’azione di miscelazione, proprio come i doppi ganci per impastare, e il lotto miscelato viene scaricato attraverso un’apertura sul fondo della camera di miscelazione alla fase di lavorazione successiva. I miglioramenti apportati nel corso degli anni includono molte modifiche al design per consentire un funzionamento e una manutenzione più semplici.
Controlli di calore e pressione
Il trasferimento di calore è strettamente controllato nel moderno miscelatore Banbury®. I rotori generano molto attrito con il materiale, quindi la miscelazione è generalmente un processo esotermico, che cede calore all’ambiente. Tuttavia, alcune miscele assorbono il calore e diventano più fredde. In molte operazioni di lavorazione, può essere aggiunto calore al sistema.
Anche la pressione interna è controllabile e molte operazioni di miscelazione avvengono a pressioni e temperature elevate. Questa capacità è necessaria affinché il miscelatore agisca come camera di reattore nella produzione di molti polimeri. Il compounding delle gomme o il riciclaggio della gomma viene spesso definito “masticazione e ammorbidimento”. Sebbene questi termini siano forse più comunemente usati per descrivere i primi passi della digestione umana, la gomma di solito non viene modificata chimicamente; piuttosto, è semplicemente reso più malleabile e flessibile.