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Scale-up mit Mini-Prozessanlage

Labor- und Pilotanlage simuliert Misch- und Dispergierprozesse

| Autor/ Redakteur: Ralf Bürgelin / Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Die Lebenszeit von Nahrungsmittel- und Kosmetikprodukten verkürzt sich zunehmend. Das zwingt Hersteller zu immer schnelleren Entwicklungszyklen, für die sie Labor- und Pilotanlagen benötigen, die flexibel an Produkteigenschaften angepasst werden können. Ika hat eine Mini-Prozessanlage für Misch- und Dispergierprozesse entwickelt, die ihre Vielseitigkeit durch einen modularen Aufbau unter Beweis stellt.

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Der Einbau eines Batch-Dispergiergerätes in einen Deckelsturzen ermöglicht Emulgieren oder Partikelgrößen-Reduktion.
Der Einbau eines Batch-Dispergiergerätes in einen Deckelsturzen ermöglicht Emulgieren oder Partikelgrößen-Reduktion.
(Bild: Ika)

Wo immer Stoffe zu neuen Produkten gemischt werden, liegt zwischen Rezept und Massenproduktion ein langer Weg. Methoden, die im Kleinen funktionieren, müssen sich auch in der Produktion bewähren. Um böse Überraschungen und Fehlinvestitionen im Großmaßstab auszuschließen, ist eine Laborprozessanlage gefragt, die ein risikoloses Scale-up ermöglicht und im Idealfall die Pilotanlage überflüssig macht. Im kleinsten Batch-Volumen, muss sie die Rezeptur und den Herstellungsprozess simulieren. Auch wenn existierende Prozesse für Produktionsanlagen modifiziert werden sollen, ersparen erste Versuche im kleinen Maßstab Ausschuss und Abfall.

Drei Varianten zur Auswahl

Diese Prozess-Simulation ermöglicht jetzt das analoge Mini-System Magic Plant, das Füllmengen von bis zu zwei Litern chargenweise mischt, homogenisiert, emulgiert und suspendiert. Die Ergänzung zu den Ika-Prozessanlagen vom Typ Master-Plant MP und der Standard-Produktionsanlage vom Typ SPP ist modular aufgebaut und lässt sich ohne Fachkenntnisse zu den drei Konfigurationen „Basic“, „Inline“ und „Powder“ umbauen.

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Die Grundmaschine der Basic-Variante besteht aus einem doppelwandigen und isolierten Deckelbehälter. Ihr Rührwerk bewältigt Viskositäten von bis zu 100 000 mPas. Die stufenlos einstellbare Drehzahl von 0 bis 2000 U/min erlaubt den Einsatz austauschbarer Rührwerkzeuge mit Drehrichtungsumkehr. Ebenfalls im Lieferumfang ist ein schnelllaufender Propellerrührer für moderate Viskositäten und ein langsam laufender Anker mit Abstreifern für hochviskose Pasten oder Cremes enthalten.

Ein Elektrostativ hebt den Rührwerksantrieb und den Deckel an. Für einen ungehinderten Zugang zum Produktbehälter kann die Einheit auch seitlich weggeschwenkt werden. Der abnehmbare Behälter lässt sich durch ein Bodenventil oder durch eine Kippmöglichkeit entleeren. Ein LCD-Bedienpanel zeigt die Prozesswerte an. Alternativ lässt sich die Anlage über einen PC bedienen. Die maximale Prozesstemperatur von 150 °C und der Prozessdruck von Vakuum -1 bar bis 2,5 bar (optional 5 bar) schaffen einen breiten Anwendungsbereich.

Der Einbau eines Batch-Dispergiergerätes in einen Deckelstutzen ermöglicht Emulgieren oder Partikelgrößen-Reduktion. Die Standardsensorik, bestehend aus Temperatursensor und Druckanzeige, lässt sich z.B. mit einem Temperatursensor, einem Drucksensor oder einer pH-Sonde erweitern. Zum Einsaugen von Feststoffen und Flüssigkeiten sind Vakuum-Injektoren mit Ventil und Trichter erhältlich.

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