Sprühtrocknung für große Mengen
Um Flüssigkeiten möglichst schnell zu trocknen, eignet sich das Versprühen in einem heißen Luftstrom, also die Sprühtrocknung. Sie wird seit Jahrzehnten eingesetzt, um großvolumige Massenprodukte wie Milchpulver schnell und kostengünstig zu trocknen. Neben der Eignung für große Mengen ist die Sprühtrocknung auch für Produkte mit niedrigem Feststoffgehalt gut geeignet, da recht hohe Temperaturen eingesetzt werden können. So kann viel Wasser verdampft werden. Dank der geringen Kühlgrenztemperatur werden empfindliche Sprühtrocknungsprodukte dennoch geschont. Probleme können durch den hohen Staubanteil der Sprühturmprodukte entstehen, speziell wenn es sich um Enzyme oder andere Proteine handelt. Sie sind oft potente Allergene und als Staub fein verteilt auch in geringer Konzentration hochwirksam.
Gezielte Produkteigenschaften
Im Vergleich zur Sprühtrocknung sind die Produkteigenschaften im Wirbelschichtverfahren der Sprühgranulation ganz gezielt einstellbar. Je nach Wahl der verfahrenstechnischen Parameter sowie der technischen Konfiguration der Anlage können Partikelform, -aufbau und -größe nahezu frei definiert und produziert werden. Ermöglicht wird das durch die Vereinigung zweier Prozessschritte: der konvektiven Trocknung und der Partikelbildung. Partikelgrößen können sehr flexibel von 50 μm bis 2 mm realisiert werden. Bei der Sprühtrocknung entstehen nur Partikel von etwa 10 μm Durchmesser, die dann für größere Körnungen in weiteren Schritten agglomeriert werden müssen. Glatt Ingenieurtechnik kennt die jeweiligen Prozessanforderungen genau und projektiert auf das jeweilige Kundenprodukt abgestimmte Wirbelschichtanlagen.
Prinzip der Wirbelschichtgranulation
Im Gegensatz zur Sprühtrocknung, bei der die Verdüsung der feststoffhaltigen Flüssigkeit in einer leeren Prozesskammer erfolgt, wird sie bei der Sprühgranulation in ein Wirbelbett aus fluidisierten, arteigenen Partikeln versprüht. Das Lösemittel verdampft, sodass durch Tröpfchen- und Filmtrocknung Partikelwachstum stattfindet. Parallel zu diesem Vorgang, der auch als Granulationstrocknung oder Aufbaugranulation bezeichnet wird, werden stetig neue Granulationskerne generiert. Sie können auf zwei Arten entstehen: Im Prozess selbst bilden sie sich durch Abrieb und verdüste Tröpfchen, die die fluidisierten Partikel im Wirbelbett verfehlen und wie bei der Sprühtrocknung direkt trocknen. Extern können Granulationskeime aus Feinpartikeln oder zerkleinerten Granulaten aus dem Mahl-Sieb-Kreislauf gebildet werden. Im Mahl-Sieb-Kreislauf wird Über- und Unterkorn abgetrennt, in der Regel über eine Stiftmühle zerkleinert und dem Prozess wieder zugeführt. Sowohl die direkte Keimbildung nach dem Prinzip der Sprühtrocknung, das sogenannte „Overspray“, als auch die indirekte Keimzufuhr steuern im laufenden Prozess das stetige Wachstum der Partikel und bilden die Grundlage für einen stabilen kontinuierlichen Granulationsprozess.
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