Wirbelschicht-Sprühgranulation
Die Lösung für frei fließende Granulate aus Flüssigkeiten
Die Wirbelschichtsprühgranulation ist ein Verfahren zur Gewinnung fließfähiger Granulate aus Flüssigkeiten. Sie findet unterschiedliche Anwendungen in diversen Industrien, da sich die Produkteigenschaften durch verfahrenstechnische Parameter und Konfigurationen vielfältig variieren lassen. Die Granulate eignen sich zur Tablettierung und 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 oder Waschmitteln, 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. Durch Sprühgranulation in der Wirbelschicht lassen sich frei fließende Granulate mit gezielten Produkteigenschaften direkt aus Flüssigkeiten herstellen.
Feststoffhaltige Flüssigkeiten wie Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen werden in eine Wirbelschichtanlage gesprüht. Durch den hohen Wärmeaustausch verdampfen die wässrigen oder organischen Lösemittel sofort, und die Feststoffe bilden kleine Partikel als Trägerkerne. Diese werden mit weiterer Flüssigkeit benetzt, die wiederum nach Verdunstung einen festen Mantel um den Trägerkern bilden.
Dieser Vorgang wiederholt sich im Wirbelbett laufend, sodass die entstehenden Granulate zwiebelartig Schicht um Schicht wachsen. Alternativ kann auch eine definierte Menge von geeigneten Trägerkernen vorgelegt werden. Bei dieser Verfahrensoption dient die Flüssigkeit nur als Vehikel für den aufzutragenden Feststoff.
Oft wird diese Verfahrensvariante in einer kontinuierlichen Wirbelschicht mit einer Windsichtung im Austrag angewandt. Durch kontinuierliche Entfernung der fertigen Granulate aus dem Trocknungsraum bleibt die Menge der Partikel in der Wirbelschicht somit stets konstant.
Aufgrund des Wachstums in Schichten können die Granulate sehr dicht sein, weshalb sie resistent sind gegen Abrieb. Parameter wie Korngröße, Restfeuchte und Feststoffgehalt lassen sich dabei gezielt beeinflussen, um unterschiedlichste Produkteigenschaften zu erreichen. Bei der Sprühgranulation können mittlere Partikelgrößen von 50 Mikrometern bis 5 Millimetern erzeugt werden.
Sprühgranulation verleiht Feststoffen gewünschte Eigenschaften wie Fließfähigkeit, Abriebfestigkeit, Rieselfestigkeit, gute Löslichkeit oder optimale Dosierbarkeit. Die staubfreien Granulate weisen eine dichte Oberflächenstruktur und hohe Schüttdichte auf und sind aufgrund ihrer geringen Oberfläche wenig hygroskopisch. Die optimale Lösung zur Umwandlung flüssiger Substanzen in eine feste Produktform.
