Mischtechnik

Innovative Produktentwicklungen und -formulierungen im Feststoffbereich

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Das Agglomerieren kommt ähnlich wie das Mischen ebenfalls während des Herstellungsprozesses oder zur Produktveredelung am Ende des Prozesses zum Einsatz. Im Herstellungsprozess wird die Kornvergrößerung häufig eingesetzt, um nachfolgende Prozessschritte zu vereinfachen oder überhaupt erst zu ermöglichen. So kann durch Agglomeration das Mischverhältnis von Einsatzstoffen fixiert und ihr Entmischen verhindert werden. Bei Katalysatoren oder auch im Waschmittelbereich (ADW - Automatic Dishwashing Machine) werden Einsatzstoffe teilweise agglomeriert, um den nachfolgenden Tablettierungsschritt zu optimieren.

Voragglomeration birgt Vorteile

Durch die Voragglomeration werden ein gutes Fließverhalten, minimale Staubentwicklung und geringe Verbackungsneigung erreicht. Die Minimierung der Staubentwicklung ist insbesondere bei Aktivsubstanzen und gesundheitsgefährdenden Stoffen, wie Katalysatoren, gefordert. Ein Agglomerationsschritt am Ende des Prozesses wird meist zum Einstellen der spezifizierten Partikelgrößenverteilung durchgeführt. Durch eine Kornvergrößerung und gegebenenfalls Einengung der Verteilungsbreite können die Schüttdichte und die Dosierkonstanz des Produktes beim Kunden optimiert, das Staub- und Verbackungsverhalten minimiert und das Entmischen von Komponenten beim Transport verhindert werden.

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Bei der Agglomeration müssen die Pressagglomeration, welche meist ohne Bindemittel durchgeführt wird, und die Nassagglomeration mit Bindern unterschieden werden. Da bei der Pressagglomeration keine Feuchte zugeführt und anschließend wieder abgetrocknet werden muss, wird dies für einfache Kornvergrößerungsaufgaben gegenüber der Nassagglomeration aufgrund der geringeren Betriebskosten bevorzugt. Voraussetzung ist natürlich, dass sich das Material verpressen lässt und ausreichende Festigkeiten erreicht werden. Dies kann relativ einfach und mit geringen Materialmengen anhand von Tablettierversuchen getestet werden.

Bei der Feuchtagglomeration werden ähnlich wie beim Mischen häufig kontinuierliche Mischer mit Einbauten, wie Paddeln, Schaufeln oder Pflugscharen, verwendet. Für kleine, kompakte Agglomerate mit einer engen Korngrößenverteilung kommen auch schnelldrehende Intensivmischer oder Durchlaufmischer mit sehr kurzen Verweilzeiten, wie beispielsweise Ringschichtmischer, zum Einsatz. Zur Agglomeration reicht im einfachsten Falle das Einsprühen von Wasser, um die Partikel an der Oberfläche anzulösen und so Agglomerate zu erzeugen. Gegebenenfalls müssen jedoch Binder in gelöster Form oder als Schmelze zugegeben werden.

Produktentwicklung

Ein Beispiel zur gezielten Prozessoptimierung und Formulierung von Produkten durch Pressagglomeration ist die Herstellung von ADW-Tabs (Automatic Dishwashing Machine). Diese Tabs beinhalten verhältnismäßig große Anteile eines neuen phosphatfreien Komplexierungsmittels der BASF (Trilon M), welches durch seine hygroskopischen Eigenschaften stark zum Verbacken neigt. Mit dem pulverförmig zugegebenen Komplexierungsmittel mussten die Tablettenpressen jeweils nach kurzen Betriebszeiten abgestellt und von anhaftendem Produkt gereinigt werden. Durch eine Vorkompaktierung des Pulvers konnte dieses Problem vollständig eliminiert werden.

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