Sprühgranulation

Kompakte, staubfreie Granulate aus feststoffhaltigen Flüssigkeiten.

Trocknung und Formgebung in einem Schritt.

Die optimale Lösung zur Umwandlung flüssiger Substanzen in eine feste Produktform

Die Sprühgranulation in der Wirbelschicht oder Strahlschicht ist ein Verfahren zur Gewinnung fließfähiger Granulate direkt aus Flüssigkeiten. Sie findet unterschiedliche Anwendungen in diversen Industrien, da sich die Produkteigenschaften durch verfahrenstechnische Parameter und Konfigurationen vielfältig variieren lassen. Die Granulate eignen aufgrund ihrer oftmals runden Form auch sehr gut für ein anschließendes Coating.

Viele industrielle Anwendungen erfordern die Umwandlung flüssiger Substanzen in eine stabile Produktform mit genau definierten Eigenschaften – sei es zur Weiterverarbeitung als Feststoff in Lebensmitteln, Tiernahrung, Kosmetika, Waschmitteln, Düngern oder Pflanzenschutzmitteln und zahlreichen anderen Applikationen. Die Granulatform in allen diesen Anwendungen ist ideal zur Reduzierung des Produktvolumens für Transport und Lagerung, zur Erhöhung der Stabilität bei chemischen Substanzen oder zur Behandlung thermisch empfindlicher Produkte wie Enzyme, Proteine oder Mikroorganismen.

Sprühgranulation findet üblicher Weise in Wirbelschichtanlagen oder Strahlschichtanlagen in kontinuierlicher Betriebsweise statt.

Produkteigenschaften von Granulaten aus der Sprühgranulation mittels Wirbelschicht oder Strahlschicht im Überblick:

Staubfreie
Partikel

Runde
Pellets

Kompakte
Struktur

Hohe
Partikeldichte

Hohe
Schüttdichte

Geringe
spezifische Oberfläche

Hohe
Abriebfestigkeit

Hohe
Partikelhärte

Einstellbare
Partikelgröße

Definierte
Partikelgrößen­verteilung

Sehr gute
Dosierbarkeit

Ausgezeichnetes
Fließverhalten

Gute
Löslichkeit

Gute
Dispergierbarkeit

Geringe
Hygroskopizität

Der Prozess kombiniert die Trocknung von Flüssigkeiten mit dem gleichzeitigem Granulataufbau. Flüssigkeiten werden auf fluidisierte Partikel aufgesprüht und trocknen auf deren Oberfläche, wodurch ein schichtweises Partikelwachstum einsetzt. Die zur Aufrechterhaltung des Granulataufbaus erforderlichen kleinen Partikel werden im Prozess selbst erzeugt. Nur der flüssige Rohstoff ist erforderlich.

Mittels Sprühgranulation können Granulate mit mittleren Partikelgrößen von 50 Mikrometern bis 4 Millimetern erzeugt werden.

Sprühgranulation verleiht Feststoffen gewünschte Eigenschaften wie Fließfähigkeit, Abriebfestigkeit, gute Löslichkeit oder optimale Dosierbarkeit. Die staubfreien Granulate weisen eine dichte Oberflächenstruktur und hohe Schüttdichte auf und sind aufgrund ihrer verringerten Oberfläche wenig hygroskopisch. Parameter wie Korngröße, Restfeuchte und Schüttdichte lassen sich dabei gezielt beeinflussen, um unterschiedlichste Produkteigenschaften zu erreichen.

Zugabe von Feststoffen

Zusätzlich ist es möglich, dem Prozess gezielt pulverförmige oder feinteilige Feststoffe zuzuführen, um diese homogen in die Granulatstruktur einzubinden oder auch um diese als externe Starterkerne für das Granulatwachstum zu verwenden.

Schutz empfindlicher Substanzen

Wertstoffe, die besonders geschützt werden müssen, lassen sich mittels Mikroverkapselung in eine Schutzmatrix einbetten und – homogen verteilt – schonend granulieren.

Produktbeispiele

Lysin, sprühgranuliert

Beta Carotin, Vitamin, sprühgranuliert

Kalziumchlorid, Wasch­mittel­komponente, sprühgranuliert

Kupferhydroxid, Fungizid, sprühgranuliert

Keramik, sprühgranuliert

Der Prozess der Sprühgranulation im Detail

Feststoffhaltige Flüssigkeiten wie Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen werden in eine Wirbelschicht oder Strahlschicht gesprüht. Durch den hohen Wärmeaustausch verdunsten bzw. verdampfen die wässrigen oder organischen Lösemittel sofort, und die Feststoffe bilden kleine Partikel als Trägerkerne. Diese werden mit weiterer Flüssigkeit benetzt, die wiederum nach der Trocknung einen festen Mantel um den Trägerkern bilden. Dieser Vorgang wiederholt sich. Die Granulate wachsen dabei schichtweise und homogen. Es ist keine separate Zuführung von Rohstoffen erforderlich. Alternativ kann auch eine definierte Menge von geeigneten Trägerkernen vorgelegt werden. 

Trocknung von Flüssigkeiten und Granulatbildung mittels Sprühgranulation

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Glatt Kontinuierliche Sprühgranulation in der Wirbelschicht

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Glatt Kontinuierliche Sprühgranulation in der Strahlschicht

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Von der Produktidee zur Produktion

Da Sprühgranulationsprozesse mit der Aufbereitung der Flüssigkeit beginnen, unterstützen wir unsere Kunden bei der Entwicklung der Formulierung und Flüssigkeitsaufbereitung. Die Flüssigkeit kann dann in einem Anlagentest in unserem Technologiezentrum hergestellt werden. Ausgehend vom Labormaßstab kann das Produkt in Pilotanlagen verifiziert werden. Ein zuverlässiges Scale-up ermöglicht die Entwicklung von fertigen Lösungen im industriellen Maßstab. Über die Lohnproduktion bei Glatt können Ihre neuen Pulver, Pellets oder Granulate direkt in vereinbarten Mengen hergestellt, abgefüllt, verpackt und ausgeliefert werden. Als Anlagenbauer erbringt Glatt alle Leistungen von der Projektanbahnung, Entwicklung und Realisierung bis hin zur schlüsselfertigen Produktion in Ihrer eigenen Anlage.

Weitere Informationen zum Thema Trocknung in der Wirbelschicht und Strahlschicht finden Sie auch in den folgenden Veröffentlichungen: