Wirbelschicht-Technologie

Wirbelschichttechnologie. Einfach perfekt zum Einstellen spezifischer Eigenschaften in der Produktformulierung

Zur Formulierung von Inhaltsstoffen für die Lebens- und Futtermittelindustrie existiert eine Vielzahl ausgereifter Mischer- und Trocknungssysteme, die hervorragende Dienste leisten. Sobald jedoch spezifische Eigenschaften gefragt sind – etwa hinsichtlich der Rieselfähigkeit, Staubfreiheit, Abriebfestigkeit oder einer definierten Größe und Partikelform – landet man unweigerlich bei Wirbelschichttechnologien.

Mittels Wirbelschichttechnologie werden in vielen Industriezweigen Pulver zu gut löslichen und instantfähigen Produkten agglomeriert, flüssige Inhaltsstoffe zu Granulaten oder Pellets getrocknet, sensible Aktivstoffe wie Mikroorganismen oder flüchtige ätherische Öle in Mikrokapseln eingeschlossen und bei Bedarf mit einem funktionellen Filmcoating überzogen. Das Verfahren eignet sich, um Rohstoffe wirtschaftlich in einem einzigen – chargenweisen oder kontinuierlichen – Verfahrensschritt sowohl zu trocknen, zu granulieren als auch zu funktionalisieren.

Die positiven Eigenschaften der Wirbelschichtverfahren machen die Technologie nicht nur bei Lohnherstellern beliebt, die unterschiedlichste Produkte trocknen und veredeln. Neben den Produkteigenschaften spielen die Wirtschaftlichkeit und die Sicherheit eine entscheidende Rolle.

Hervorragender Wärme- und Stoffaustausch und schonende Behandlung temperaturempfindlicher Stoffe

Eine Wirbelschicht entsteht, wenn nach oben strömende Prozessluft eine Schicht von Feststoffpartikeln anhebt – sie fluidisiert. Die Prozessluft dient zur Erzeugung des Wirbelschichtzustands. Gleichzeitig führt sie die erforderliche thermische Energie für die trocknungsbasierenden partikeltechnischen Prozesse zu.

Die Wirbelschichttechnologie zeichnet sich durch einen exzellenten Wärme- und Stoffaustausch aus. Sämtliche Partikel werden vereinzelt und immer so intensiv gemischt, dass eine gleichmäßige Behandlungstemperatur überall in der gesamten Wirbelschicht gewährleistet wird. Die fluidisierten Partikel sind dabei rundum zugänglich und in intensivem Kontakt mit dem Prozessgas. Dieser Zustand eignet sich hervorragend für die Benetzung mit Sprühflüssigkeiten und zur simultanen Trocknung des entstandenen Flüssigkeitsfilms. Dies ermöglicht nicht nur einen sehr gut kontrollierbaren Trocknungsprozess, sondern auch eine schonende Behandlung temperaturempfindlicher Stoffe.

Die effiziente Trocknung in der Wirbelschicht ermöglicht eine Vielzahl weiterer Verfahren. Neben der thermischen Behandlung von Feststoffen werden Wirbelschichtprozesse für speziellere Trocknungsaufgaben, für den Aufbau von Granulaten aus Pulvern (Agglomeration) oder aus Flüssigkeiten, wie Lösungen, Suspensionen und Schmelzen (Sprühgranulation) sowie für das Beschichten von Partikeln mit funktionalen Filmen mittels Coating (Filmcoating oder Lipid-/ Hotmelt-Coating) als Einbetten empfindlicher Substanzen in eine homogene, feste Matrix (Mikroverkapselung) eingesetzt.

Erweiterte Betriebsbereiche für Prozessdrucke, Prozesstemperatur und spezielle Gasatmosphären

• Verarbeitung lösungsmittelhaltiger Extrakte und temperaturempfindlicher Substanzen
  Extraktions-, Fällungs- oder Kristallisationsprozesse erfordern jedoch häufig organische Lösungsmittel und die herausragende Qualität manch funktioneller Beschichtung basiert auf wasserunlöslichen Polymeren. Die Verarbeitung lösungsmittelshaltiger Stoffsysteme bedarf immer besonderen Sicherheitsvorkehrungen, vor allem im Sinne des Explosionsschutzes. Die Ausführung des Prozessgassystems als geschlossener Kreislauf ermöglicht den wirtschaftlichen und effizienten Einsatz von Schutz- oder Inertgasen – wie beispielsweise Stickstoff – und ermöglicht gleichzeitig eine nahezu vollständige Rückgewinnung der eingesetzten Lösungsmittel. Die Verarbeitung lösungsmittelhaltiger Extrakte und temperaturempfindlicher Substanzen wie Mikroorganismen oder Enzyme stellt hohe Anforderungen an Prozessbedingungen, Arbeitsschutz und Anlagensicherheit. Die Vakuumwirbelschicht-Technologie von Glatt ist eine weitere Möglichkeit, durch das Absenken des Siedepunktes bei reduzierten Systemdrücken noch temperaturschonendere Prozesse zu realisieren. Der Explosionsschutz ist dabei durch Unterschreitung des Mindestzünddruckes gewährleistet. Davon profitieren Lebendzellen, Produkte mit organischen Lösungsmitteln, aber auch Agglomerate mit hoher Festigkeit.

• Hochtemperaturverarbeitung zur simultanen Partikelformulierung und -funktionalisierung bei Temperaturen bis zu 900°C
  Die Prozesstemperatur spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung immer komplexerer Materialien. Die Hochtemperaturverarbeitung bietet neue Möglichkeiten für die Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen und die Kombination mehrerer konventioneller Prozessschritte innerhalb eines Apparates.Verschiedene Prozesse oder Kombinationen davon stehen zur Verfügung, um unterschiedliche Eigenschaften und Morphologien zu erreichen. Glatt überwindet mit Hochtemperaturwirbelschichtanlagen zur Partikelformulierung bislang geltende Temperaturlimits und ermöglicht die Erzeugung von beispielsweise Katalysatormaterialien in einem einstufigen Verfahren.Für Prozesse zur Erhöhung der Korngrößen oder für eine spezielle thermische Behandlung von Partikeln hat Glatt ein sehr flexibles Hochtemperatur-Wirbelschichtsystem entwickelt. Granulationsprozesse und chemische Reaktionen können – je nach Bedarf – gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.