Wir sind Experten für die Wirbelschicht

Gut zu wissen

Das Wirbelschichtverfahren findet in vielen Bereichen Anwendung und umfasst sowohl Wärme- als auch Stoffübertragungsprozesse, wie beispielsweise Kühlung, Trocknung und Kalzinierung, sowie komplexe Mehrphasenprozesse wie Agglomeration, Sprühgranulation und Coating.

Eine ruhende Schüttung aus Feststoffpartikeln wird von einem Gas mit ausreichender Geschwindigkeit durchströmt und aufgelockert, so dass einzelne Partikel in einen Schwebezustand versetzt werden. Die Feststoffpartikel scheinen zu „fließen", sie wirken wie eine Flüssigkeit. Dieser Zustand wird daher als Fluidisierung bezeichnet.

Agglomerieren
Durch einen hohen Staubanteil und eine schlechte Rieselfähigkeit sind pulverförmige Substanzen beim Abfüllen, Dosieren und Transportieren oftmals schwierig zu handhaben. Die Agglomeration verändert die physikalischen Eigenschaften dieser Produkte. Die Feinpartikel eines Pulvers werden mittels Bindemitteln zu einem gröberen Formkörper fusioniert. Dies verbessert deren Verarbeitungsqualitäten.

Ebenso wird eine gute Löslichkeit vieler Substanzen erst mit der Agglomeration bzw. lnstantisierung durch Erhöhung der Partikelporosität erreicht. Durch Agglomeration aufgebaute Substanzen gewährleisten einen guten Materialfluss und verringern die Staubbelastung in der Umgebung. Zu den Vorteilen des Verfahrens gehören eine Verbesserte Rieselfähigkeit, die Verhinderung von Entmischung, eine Reduzierung des Feinstaubanteiles, eine Verbesserte Tablettierbarkeit und lnstantisierung.

Das pulverförmige Ausgangsprodukt wird in der Wirbelschichtanlage fluidisiert - also in einem erwärmten Gasstrom turbulent vermischt und im Schwebezustand gehalten. Mit hierfür geeigneten Zweistoffdüsen werden die Partikel mit geeigneter Flüssigkeit sehr fein benetzt. Zwischen den einzelnen Partikeln bildet sich eine Flüssigkeitsbrücke, die sich während der anschließenden Trocknung in eine Feststoffbrücke verwandelt und das Granulat stabilisiert. Die brombeerartige gebildete Struktur wird anschließend zur gewünschten Endfeuchte getrocknet.

Coaten

Beim Coaten in der Wirbelschichtanlage sind die Partikel wesentlich feiner als solche, die in Coating-Trommeln behandelt werden. Das Verfahren ist speziell geeignet zum Auftragen von Schutzfilmen, die unter anderem zur gezielten Wirkstofffreigabe, als magensaftresistente Schutzschicht, zur Geschmacksmaskierung, zur optischen Verbesserung oder auch zur besseren Haltbarkeit und Lagerstabilität beitragen. Zu den Vorteilen des Verfahrens gehören eine verbesserte Rieselffähigkeit, die Verhinderung von Entmischung, eine Reduzierung des Feinstaubanteil, Erhöhung der Schüttdichte und Verringerung der Hygroskopizität.

In der Wirbelschichtanlage erhitzte Zuluft wird gleichmäßig verteilt und hält das Produkt in der Schwebe. Die Partikel werden im Luftstrom mittels einer sehr fein zerstäubenden Zweistoffdüse mit der Coatingflüssigkeit benetzt. Die zugeführte Prozessluft verdunstet die Flüssigkeit und trocknet die Filmschicht. Dabei erfolgt die Filmbildung in mehreren Schichten und sorgt für eine homogene, stabile Hülle um das separierte Partikel.

Granulieren

Unter Granulieren wird die Trocknung von Flüssigkeiten bei gleichzeitigem Aufbau von Granulaten verstanden. In der Wirbelschicht wird dieses Verfahren eingesetzt, um kompakte und nahezu runde Granulate mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften zu erhalten. Es wird unterschieden in Eigenkeime, welche durch Abrieb oder Abbruch entstehen, und Fremdkeime, welche vorgelegt werden. Die Härte sowie die Dichte der Granulate sind im Gegensatz zu Agglomeraten höher. Die kontinuierliche Wirbelschicht-Sprühgranulation eignet sich für alle Anwendungen, in denen ein homogenes, staubfreies Granulat mit hohem Schüttgewicht gewünscht wird. Zu den Vorteilen des Verfahren gehört die Geschmacksmaskierung, ein ästhetisches Aussehen sowie das Aufbringen von Funktionsschichten, wie Magensaftresistenz, Feuchtigkeits- und Oxidationsschutz.

Die Granulationskeime werden von der Strömungskraft der temperierten Luft im Schwebezustand gehalten. Dabei halten sich die Partikel voneinander getrennt. So ist es möglich die gesamte Oberfläche jedes einzelnen Granulationskeims mit der Sprühflüssigkeit zu benetzen. Die Flüssigkeit tritt mit der Partikeloberfläche in Kontakt und beginnt zu verdunsten. Dabei wird der Feststoff auf den Granulationskeim aufgezogen und bildet einen festen Mantel. Durch die Aufnahme und Verfestigung weiterer Sprühtropfen wächst das Granulat schalenförmig.