Sprühcoaten in der Wirbelschicht


Diese Verfahrensoption kann in allen Wirbelschichtanlagen, in der Charge wie im Konti-Betrieb, durchgeführt werden.  Das Coatingmaterial wird entweder aus einer Lösung, einer Suspension oder als Schmelze aufgetragen. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass Flüssigkeitsbrücken vermieden werden, damit keine unerwünschte Agglomeration entsteht.
Bei den ersten beiden Optionen dient die Flüssigkeit nur als Vehikel, um den Feststoff auf die Oberfläche der zu befilmenden Partikel zu transportieren, bei der letzteren arbeitet man mit 100 % Coatingmaterial in spreitfähigem Zustand.

Die Qualität der Filme hängt weitgehend von der individuellen statistischen Verweilzeit der Partikel im Sprühbereich ab. Mit einer klassischen Wirbelschichtanlage kann man nur mittels Top-Spray
Coaten. Wenn allerdings die entsprechenden Hardware-Schnittstellen bestehen, können allerdings auch Wurster- oder Rotoreinsätze verwandt werden.


Top-Spray Coating

Diese Verfahrensvariante wird oft von der Lebens- und Futtermittelindustrie, wie auch von der feinchemischen Industrie verwandt, da die Funktion des Filmes meistens in einer Verbesserung des allgemeinen Produktehandlings oder Verbesserung der Lagerstabilität besteht, d.h. Schutz gegen Feuchtigkeit, Sauerstoff oder Licht. Dafür ist in der Regel keine perfekte Membrane erforderlich, aber er sollte darauf geachtet werden, dass die Sprühtröpfchen nicht zu viskos werden, bevor sie die Oberfläche der Partikel erreichen, damit eine optimale Spreitung nicht verhindert wird. Allerdings sind bei dieser Verfahrensvariante weder die Gutbewegung noch die Entfernung von Düse zur Partikeloberfläche uniform, was in einer etwas porösen Filmstruktur resultiert, was aber der oben erwähnten Filmfunktion noch gerecht wird.


Bottom-Spray Coating

Bei dieser Verfahrensvariante dient die Prozessluft der Erzeugung einer pneumatischen Produktförderung in einem speziellen Einsatz, der mit einem Bodenblech mit einer definierten Lochfiguration besteht. Dadurch wird der größte Teil der Prozessluft durch die Mitte dieser Platte und dann durch ein Rohr geleitet, das am unteren Ende einen Spalt breit von der  Bodenplatte entfernt ist, wodurch ein Venturi-Effekt entsteht, der das Produkt vom Außenbereich der Bodenplatte durch dieses Rohr saugt, unter dem die Sprühdüse angebracht ist.  Sobald die Partikel das zylindrische Rohr verlassen und in die konische Entspannungszone eintreten, wird die Geschwindigkeit der Partikel drastisch reduziert, noch vorhandene Oberflächenfeuchtigkeit wird verdunstet und die trockenen Partikel treten einen neuen Zyklus an, um weiteres Coatingmaterial zu empfangen. Diese sehr gleichmässigen Verweilzeiten der Partikel in der Sprühzone sorgen dann für eine sehr homogene Filmqualität und Auftragsmenge auf die einzelnen Partikel. Durch die sehr hohe Partikelgeschwindigkeit im Steigrohr wird auch eine sehr hohe kinetische Energie ins Produktbett eingebracht, welche einem Verkleben der Partikel in feuchtem Zustand vorbeugt. Deswegen können auch sehr kleine Partikel ohne Agglomeration befilmt werden. Da die Düse mitten im Produkt steckt und konkurrent sprüht, wird auch einer frühzeitige Verdunstung der Trägerlfüssigkeit vorgebeugt. Damit erlaubt dieses Verfahren eine höchstmögliche Filmqualität, auf die auch nicht verzichtet werden kann, will man mittels der angebrachten Membrane definierte und reproduzierbare Freisetzungsprofile eines Wirkstoffes erzielen.  


Tangential Spray Coating

Dieses Verfahren ähnelt im Paradigma sehr dem Wursterverfahren, nur wird die gleichmässige Gutbewegung hier durch eine motorisch angetriebene Scheibe erzeugt. Die wichtigen Verfahrensparameter unterscheiden sich allerdings nicht:

• Eine uniforme Gutbewegung wird durch eine definierte Umdrehungszahl der Scheibe gewährleistet
Das Coatingmaterial wird auch hier durch ein im Produkt sitzende, konkurrent sprühende Düse aufgetragen
Die kinetische, als Trennkraft dienende, Energie ist ob einer rollenden Gutbewegung noch etwas höher. Letzeres kann sich für das Coaten von sehr kleinen Partikeln als Handicap erweisen und größere, nichtsphärische Partikel gar zerstören. Für Pelletprodukte ist dieses Verfahren optimal geeignet, weil sich auch ein Dry-Powder-Layering-Prozess mit einem anschließenden Filmcoating-Sprühprozess als Eintopfverfahren kombinieren ließe.