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Coating

Wirbelschichtcoating – Eigenschaften von Feststoffen gezielt beeinflussen

| Autor/ Redakteur: Dr. Michael Jacob, Katja Meyer / Anke Geipel-Kern

Das Coaten von Partikeln ist für viele Herstellungsprozesse ein kritischer Verfahrensschritt. Schließlich bestimmt nicht zuletzt das Coating die Produktqualität. Um die Eigenschaften von Feststoffen gezielt zu beeinflussen, gilt es, das geeignete Verfahren zu finden. Was Planer und Entwickler dabei beachten sollten, zeigt der folgende Beitrag.

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Grundprinzip des Coatings.
Grundprinzip des Coatings.
(Bild: Glatt)

Bei der Entwicklung von Coatingprozessen stehen bei Verfahrens- und Produktentwicklern als erster Schritt die genaue Definition der Zielparameter – der gewünschten Produkteigenschaften – und die Bestimmung der technologischen sowie kommerziellen Randbedingungen im Vordergrund. Basierend auf diesen Randbedingungen ist eine geeignete Technologie zur Herstellung des gewünschten Produktes auszuwählen. Dieser Prozess verläuft in der Regel schrittweise, ausgehend von einem Grundkonzept untersuchen die Wirbelschicht-Experten von Glatt Ingenieurtechnik unterschiedliche Herstellungsvarianten und optimieren den Prozess hinsichtlich der Produkteigenschaften und Kosten.

Partikelcoating umfasst zahlreiche Industriezweige

Hauptanwendungsfelder für das Partikelcoating sind vielschichtig. Sie umfassen zahlreiche Industriezweige und beinhalten beispielsweise Applikationen:

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  • zum Schutz des Produktes sowie zum Schutz vor dem Produkt,
  • für die Verbesserung der Lagerstabilität von Produkten,
  • zur Änderung bzw. Einstellung von Freisetzungsprofilen,
  • zur Verringerung der Hygroskopizität von Feststoffen,
  • für die Änderung von Fließfähigkeit, der Oberflächenstruktur und des Aussehens,
  • zur Herstellung von Kompositpartikeln oder auch
  • zur Veränderung von Geschmack und Geruch.

Zur Durchführung von Coatingprozessen stehen verschiedene verfahrenstechnische Apparate zur Verfügung, die sich durch ihre jeweiligen Grundprinzipen sowie ihre Haupteinsatzfelder unterscheiden. Beim klassischen Coating (auch als Ummantelung bezeichnet) werden disperse Produkte, z.B. Granulate, Extrudate, Kristalle oder Tabletten, durch Aufsprühen einer feststoffhaltigen Flüssigkeit mit einer äußeren Schicht versehen. Im Coatingapparat findet ein Verfestigungsprozess statt, der durch verschiedene thermische und strömungstechnische Prozessparameter definiert beeinflusst werden kann.

Während der Prozessführung wird das Hüllmaterial als Flüssigkeit eingesprüht und der in der Regel sehr dichte und homogene Coatingfilm bildet sich unmittelbar an der Partikeloberfläche durch einen Trocknungs- oder Erstarrungsprozess aus. Zur Durchführung derartiger Anwendungen werden sehr häufig Wirbelschichtapparate eingesetzt. Eine Wirbelschicht bildet sich aus, wenn ein Schüttgut von einem gasförmigen Fluidisierungsmittel, Luft oder Stickstoff, so durchströmt wird, dass die Partikel in Schwebe gelangen und intensiv durchmischt werden.

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