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Sprühgranulation

Sprühgranulation: Frei fließende Partikel aus Flüssigkeiten

Ausgangsstoffe

Bei der Sprühgranulation dienen Flüssigkeiten wie wässrige Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen als Ausgangsstoffe. Auch Wachse und andere schmelzbare Rohstoffe lassen sich als Schmelzen, Schmelzemulsionen und Schmelzsuspensionen zu Granulaten verarbeiten.

Viele Rohstoffe müssen zunächst in die, für eine Versprühung geeignete, flüssige und zerstäubbare Form überführt werden: in unseren Anlagen können wir die Ausgangsstoffe unmittelbar vor der Versprühung mischen, dispergieren, emulgieren, heizen, kühlen und ggf. neutralisieren oder einfache chemische Umsetzungsreaktionen durchführen. (Standort Genthin)

Prozesstechnologie Sprühgranulation

Die den Feststoff (gelöst, emulgiert oder suspendiert) enthaltende Flüssigkeit wird über Zweistoffdüsen als kleinste Tröpfchen mit einem Durchmesser von ca. 20 – 50 µm in den warmen/heißen Luftstrom (Wirbelschichtanlage) eingesprüht. Durch die hohe spezifische Oberfläche der Tröpfchen erfolgt deren Trocknung durch direkten und intensiven Wärmeaustausch augenblicklich. Dabei entstehen zunächst, wie bei einer reinen Sprühtrocknung, trockene Kleinstpartikel („Keime“), die im sogenannten Wirbelbett im Schwebezustand gehalten werden („Fluidisierung“) und die die Oberfläche zur Trocknung weiterer, kontinuierlich verdüster Tröpfchen bilden. Im Verfahren der Wirbelschicht-Sprühgranulation erfolgt somit eine Trocknung gekoppelt mit einem gezielt einstellbaren, diskreten Partikelwachstum. Die so erzeugten staubfreien Granulate können durch einen klassierenden Austrag flexibel, mit frei einstellbaren Partikelgrößen zwischen 200 µm und 5.000 µm, ohne Unterbrechung des Trocknungsvorganges, kontinuierlich aus dem Trocknungsraum entfernt werden. Die beiliegenden Abbildungen zeigen schematisch das Prinzip der Wirbelschicht-Technologie sowie den zeitlichen Ablauf der Sprühgranulation.

Diese spezielle Art der Granulation bietet entscheidende Vorteile! Bei den gewonnenen Granulaten kann man in Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften der Ausgangssubstanzen bzw. der Ausgangslösungen sowie der eingestellten Prozess- und Trocknungsparametern gezielt spezifische Partikelmorphologien („Zwiebelschale“- und „Brombeer“strukturen) mit verschiedenen Eigenschaften und Partikelmerkmalen erzielen.

Eine Abwandlung der Sprühgranulation ist die Sprüherstarrung. Hierbei wird eine Schmelze, die den Festkörper als Schmelze, Schmelzemulsion oder Schmelzsuspension enthält, in die Wirbelschichtanlage eingesprüht. Die Erstarrung zu festen Partikeln wird durch Wärmeabgabe der Schmelzetröpfchen an einem kalten Luft- und Wirbelstrom erzielt.

Produkteigenschaften Sprühgranulation

  • Verbesserte Auflösung und Redispergierung der Granulate in Wasser
  • Frei fließende, nicht staubende Partikel
  • Leicht zu dosierende, gut zu verarbeitende Granulate
  • Definierte Partikelgrößenverteilung
  • Granulate zur Tablettierung geeignet („Direct Compression“)
  • Dichte Oberflächenstruktur
  • Geringer Abrieb
  • Geringe Hygroskopizität