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Anlagen-/Apparatebau/Thermische Verfahren

Wie wichtig ist die Trocknung?

08.02.2007 | Autor / Redakteur: Redaktion PROCESS /

Die Verarbeitung von pulverförmigen Produkten ist in der Prozessindustrie ein ganz zentrales Thema. Egal ob es sich um Trocknungs-, Agglomerations-, Granulations- und Kühlprozesse handelt - hier sind weitreichende Kenntnisse über Verarbeitung und Prozesse gefragt.

Die Verarbeitung von pulverförmigen Produkten ist in der Prozessindustrie ein ganz zentrales Thema. Egal ob es sich um Trocknungs-, Agglomerations-, Granulations- und Kühlprozesse handelt - hier sind weitreichende Kenntnisse über Verarbeitung und Prozesse gefragt.

Wohl dem, der auf das Know-how eines Anlagenbauers zurückgreifen kann, der Systeme für verfahrenstechnische Kombinationsprozesse fertigt. Und darüber hinaus noch ein eigenes Technikum unterhält, indem Kunden ihre Produkte auf ihre verarbeitungsrelevanten Eigenschaften untersuchen können. Aufgrund der gestiegenen Marktanforderungen müssen mittelständische Anlagenbauer heutzutage verstärkt Dienst- und Serviceleistungen anbieten, um die Gunst der Kunden zu erhalten.

Auch aus diesem Grund bertreibt Heinen Trocknungstechnologie in Varel ein sehr gut ausgerüstetes, aber auch vergleichbar teures Technikum. Mit speziell ausgebildeten Versuchs- und Projektingenieuren werden dort spezifische Aufgaben analysiert, und gemeinsam mit dem Kunden produktorientierte Anlagen entwickelt.

Für Produktanalysen wurde direkt neben dem Technikumsbereich ein analytisches Labor eingerichtet, indem Produkte auf ihre besonderen Verarbeitungseigenschaften hin untersucht werden können. Hier nehmen Mikroskopietechniken sowie Bildanalyse eine zentrale Stellung ein.

Zur Entwicklung neuer Verfahren und Produkte, zur Optimierung bestehender Prozesse und Anlagen oder zur Erforschung neuer Einsatzgebiete stehen im Technikum verschiedene Anlagentypen und -größen zur Verfügung. Im wesentlichen sind dies Wirbelschicht- und Bandtrocknungsanlagen, ob für Batch oder kontinuierlichen Betrieb.

Aufgrund des intensiven Wärme- und Stoffaustausches ist die Wirbelschichttechnologie eines der effektivsten Trocknungs- und Kühlverfahren für fluidisierbare Schüttgüter. Über integrierte Düsensysteme lassen sich zudem feststoffhaltige Flüssigkeiten trocknen und zu Aufbaugranulaten verarbeiten - sowie schlecht fließende Pulvermischungen zu Agglomeraten veredeln. Die Wirbelschicht-Verfahren definieren sich über die Art des Ausgangsproduktes - fest oder flüssig - die Zielsetzung sowie die Einstellung der technologischen Prozessparameter.

Im Technikum werden somit Wirbelschicht-Trocknung/-Kühlung, Agglomeration/Instanti-sierung, -Sprühgranulation, aber auch Coating-, Röst-, Temper- sowie Kristallisierungsprozesse im Labor- und Fertigungsmaßstab untersucht.

Jedes Produkt verhält sich unterschiedlich

Typischerweise wird das Produkt über ein Dosierorgan in den Wirbelschichtapparat eingebracht und kontinuierlich in einzelnen Sektionen getrocknet oder gekühlt. Dadurch lässt sich innerhalb des Apparates ein gezielter und auf das Produkt abgestimmter Trocknungsverlauf einstellen. Die Verweilzeit des Produktes im Apparat lässt sich in bestimmten Grenzen über die Einstellung der Wirbelschichthöhe optimieren.

Der Produktaustrag erfolgt in der Regel über eine Schleuse am Ende der Trocknungskammer.Durch Sprühgranulation und Agglomeration lassen sich die physikalischen Eigenschaften von pulverförmigen oder flüssigen Stoffsystemen verändern. Außerdem bietet die Wirbelschichttechnologie vielfältige Möglichkeiten für die Formulierung neuer Produkte und Produktformen. Die Erfahrung der Mitarbeiter für die Beherrschung der technologischen Parameter ist dabei ein wesentlicher Vorteil, die Kunden so ganz nebenbei zur Verfügung gestellt wird.

Denn jedes Produkt verhält sich different und besitzt einen anderen Bindungs- und Haftcharakter und erfordert andere Rahmenbedingungen. Im Technikum kann für fast jedes Produkt der ideale Prozess gefunden werden. Wesentliche Untersuchungseigenschaften dabei sind: Schüttgewicht, Korngrößenverteilung, Härte, Spärizität, Staubfreiheit, Rieselfähigkeit, Lagerstabilität, Dosierbarkeit, Benetzbarkeit, Löslichkeit, Dispergierbarkeit, Sinkverhalten sowie funktionelle Eigenschaften durch schichtweisen Aufbau (Mehrkomponentengranulate).

Die Erfahrung der Mitarbeiter zählt

Interessant dabei ist: bei Heinen gehen verstärkt Anfragen für die Wirbelschichtagglomerisation ein. Hier ist der Bedarf an Untersuchungen offensichtlich sehr hoch. Dabei handelt es sich um ein Formgebungsverfahren, das durch Besprühen des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit flüssigen Komponenten zu einer Veränderung seiner Feinstruktur und dadurch zu verbesserten physikalischen Eigenschaften führt.

Das Ausgangsprodukt ist in der Regel dadurch charakterisiert, dass es staubig und schlecht fließend ist, sich schlecht benetzen und auflösen lässt. Im Wirbelschichtapparat wird deshalb die Agglomerationsflüssigkeit über integrierte Sprühdüsen auf das fluidisierte Pulver gesprüht. Die Produktteilchen werden gleichmäßig befeuchtet und haften aneinander. Das so entstandene Agglomerat wird anschließend schonend auf die gewünschte Endfeuchte getrocknet und optional auf Abpacktemperatur gekühlt.

Es zeichnet sich nach der Behandung durch gute Handling-/Dosiereigenschaften und aufgrund hoher Porosität auch durch exzellente Instanteigenschaften aus. Als Sprühflüssigkeiten können neben Wasser die unterschiedlichsten Binder oder Feststofflösungen verwendet werden. Die gleichzeitige Verarbeitung von festen und flüssigen Ausgangsstoffen ermöglicht damit die definierte Einstellung einer gewünschten Feststoffkonzentration in einem homogenen Endprodukt

Nachfrage nach pharmazeutischen Anlagenlösungen steigt

Das Technikum kommt außerdem der Forderung der pharmazeutischen Industrie nach Anlagen und Komponenten zur Feststoff-Produktion nach. Es stehen Misch-Granulatoren und Batch-Wirbelschichtanlagen genauso wie Siebmühlen, Hubsäulen, Docking-Stationen und andere Komponenten z.B. zur Herstellung fester Arzneiformen, zur Verfügung. Heinen kommt damit der steigenden Nachfrage nach alternativen, flexiblen Prozess- und Anlagenlösungen in der pharmazeutischen Industrie nach.Doch nicht nur Kunden profitieren vom Technikumsbetrieb. Auch die Heinen Außendienstmitarbeiter werden dort geschult. Frei nach dem Motto: Wer selbst versucht - versteht die komplexe Materie dann noch besser.

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