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Feuchtgranulierung

Mit dynamischen Pulvertestmethoden die Feuchtgranulierung optimieren

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Dynamische Pulverprüfung – Bestimmung der BFE

Dynamische Pulverprüfung basiert auf Messungen eines Pulvers in Bewegung im Gegensatz zur Messung im statischen Zustand und stellt ein direktes Maß für die Fließeigenschaften dar. Dies ermöglicht die Charakterisierung des Pulvers sowohl unter Spannung, als auch unter Belüftung und die Bestimmung der Fließgrenze, wodurch die Prozessumgebung sehr nahe simuliert werden kann. Dadurch werden Daten mit sehr hoher Relevanz für einen bestimmten Prozess ermittelt.

Dynamische Pulvereigenschaften werden aus der Messung des Drehmoments und der Kraft, die auf ein Rotorblatt wirkt, während dies sich durch eine Pulverprobe entlang einer definierten Bahn gedreht wird, bestimmt. Die Basisströmungsfähigkeitsenergie (BFE – Basic Flowability Energy) wird bei der Abwärtsbewegung des Blattes gemessen und spiegelt die Eigenschaften unter Zwangsströmungsbedingungen, wie sie beispielsweise durch einen Extruder oder in einem Zuführrahmen auftreten, wieder.

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BFE korreliert mit Wassergehalt und Drehzahl

Zunächst wurden Versuche durchgeführt, um zu prüfen wie die Eigenschaften des Granulats von den Granulierungsbedingungen abhängen. Dabei haben die Projektmitarbeiter Wassergehalt, Pulverförderrate und Schneckendrehzahl variiert. Für die Studie wurden zwei Modellformulierungen auf Basis von Paracetamol und Dicalciumphosphat (DCP) getestet. Hierfür hat das Projektteam die Prozessparameter systematisch verändert und die BFE der produzierten Feuchtgranulate gemessen. Die Ergebnisse zeigen, die BFE hängt sowohl von der Schneckengeschwindigkeit als auch vom Wassergehalt ab.

Die gesammelten Daten für die Paracetamol-Formulierung zeigen, dass ein höherer Wassergehalt zu einer höheren BFE führt, auch wenn die Drehzahl konstant gehalten wird. Niedrigere Drehzahlen produzieren ebenso Granulate mit einer höheren BFE bei vergleichbarem Wassergehalt. Beide Trends waren auch so erwartet worden, da sowohl höherer Wassergehalt als auch niedrigere Drehzahlen in der Regel größere, dichtere und stärker klebende Granulate bilden, die bei der Messung der Blattbewegung relativ hohen Widerstand bieten. Diese Versuche zeigen, dass Granulate mit ähnlichen Eigenschaften unter verschiedenen Betriebsbedingungen erzeugt werden können.

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