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The Fluidised Bed
- the Principle and its Possibilities
If bulk materials get fluidised in a fluidised bed (e.g. of the type of MINOfluideb MFB) by means of a vertical gas flow, there appear - compared to a steady packed bed - a number of additional physical behaviours and effects that can advantageously be utilised for the execution of various technological processes.
Of particular interest are:
-
High values for heat- and mass-transfer
- shorter production time
- higher capacity
- lower costs -
Intensive und homogenous
mixing of product
- precisely defined process condistions
in the complete fluidised bed
- consistent high quality -
Minimal force effect on
the product particles
- gentle treatment, low abrasion
- improved quality -
Flow behaviour of
the fluidised bulk material
- efficient product handling
- little manual intervention
- higher efficiency
Process Possibilities in the Fluidised Bed:
The fluidised bed enables a number of various process possibilities. Among others:
-
Drying
-
Agglomeration
-
Granulation
-
Coating
-
Layering
-
Granulation Drying
-
Spray Cristallisation
In the following the most important processes are described in a few words:
Fluidised Bed Drying
For the drying of product in a fluidised bed dryer the process air flowing through the fluidised bed is pre-dried and conditioned in a way that it is capable to absorb the humidity of the wet product and transport it out of the process.
The dehumidification is effected by:
-
Dew point drying
-
Adsorptions drying
Due to the optimal heat- and mass-transfer drying processes in fluidised beds can also proceed at very low temperatures. Therefore, the technology of fluidised beds is parrticularly suitable for gentle drying of thermal sensitive goods:
-
Micro organisms
(enzymes, alginates, yeast,
vitamins, etc.) -
Food
-
Pharmaceutical products
Schematic diagram of the fluidised bed drying
Fluidised Bed Granulation
For the fluidised bed granulation of bulk goods, the starting material is prepared in the product container and passed through by process air, which keeps the product in fluidised condition.
Using a spray nozzle typ "top-spray" the binder is atomised and sprayed on the fluidised bed. By means of the atomised binder the fluidised partricles are formed to agglomerates and granules of the specified form and size.
On the one hand the heated process air keeps the product in fluidisation, on the other hand it removes the humidity, which is brought into the system by the binding agent, out of the process.
Size and shape of the agglomerates and granules can be affected by varying the process parameters.
Schematic diagram of the fluidised bed granulation
Wirbelschicht - Coating
Beim Wirbelschicht - Coating wird das Ausgangsprodukt im Prozessbehälter vor-gelegt, von der konditionierten Prozessluft durchströmt und in Schwebe gehalten.
Typische Ausgangsprodukte sind:
-
Spheres
-
Pellets
-
Granulate
Über eine oder mehrere Sprühdüsen (top-spray, bottom-spray oder seitlichen Düsen) wird das Coating - Medium in das Wirbelbett eingesprüht.
Die einzelnen Partikel der vorgelegten Schüttung werden so mit Coating - Medium beaufschlagt und erhalten eine homogene Überzugsschicht. Die konditionierte Prozessluft hält einer-seits das Wirbelbett in Schwebe, anderer-seits führt sie die über das Coating - Medium eingebrachte Feuchtigkeit aus dem Prozess weg. Die Dicke der Coating - Schicht kann über die geeignete Wahl der Prozessparameter beeinflusst werden (Sprühzeit, Sprühmenge, etc.).
Schematische Darstellung der Wirbelschichtgranulation
Wirbelschicht - Layering
Das Wirbelschicht - Layering erfolgt analog dem Wirbelschicht - Coating. Dabei wird das Ausgangsprodukt im Prozessbehälter vor-gelegt, von der konditionierten Prozessluft durchströmt und in Schwebe gehalten.
Typische Ausgangsprodukte sind:
-
Spheres
-
Pellets
-
Granulate
Über eine oder mehrere Sprühdüsen (top-spray, bottom-spray oder seitlichen Düsen) wird das Coating - Medium in das Wirbelbett und auf die vorgelegten Partikel (Keime) eingesprüht.
Es können so eine oder mehrere unterschiedliche Substanzen in mehreren Schritten in das Wirbelbett eingesprüht werden. Die einzelnen Partikel, Pellets, Spheres, etc. werden so mit mehreren unterschiedlichen Überzugsschichten versehen ("Zwiebelstruktur").
Die konditionierte Prozessluft hält einerseits das Wirbelbett in Schwebe, andererseits führt sie die über das Coating- bzw. Layering - Medium eingebrachte Feuchtigkeit aus dem Prozess weg.
Die Dicke der einzelnen Layer - Schichten kann über die geeignete Wahl der Prozessparameter beeinflusst werden (Sprühzeit, Sprühmenge, etc.).
Schematische Darstellung der Wirbelschichtgranulation
Beispiele von Produkten, die auf Wirbelschichtanlagen
von MINO Engineering AG hergestellt wurden:
