Die Wirbelschicht
- das Prinzip und dessen Möglichkeiten

Werden Schüttgüter in einer Wirbelschichtanlage - zum Beispiel vom Typ MINOfluidbed MFB - mittels Gasstrom in Fluidisation versetzt, erscheinen gegenüber dem Zustand der ruhenden Schüttung zusätzliche physikalische Eigenschaften und Effekte, welche für die Durchführung diverser verfahrenstechnischer Prozess genutzt werden können:

  

Besonders interessant sind:

  • Hohe Werte für Wärme- und Stoffübergang
    - kürzere Prozesszeiten
    - grössere Leistungen und Kapazitäten
    - geringere Kosten

  • Intensive und homogene Pratikeldurchmischung
    - genau definierte Prozessbedingungen
      über das gesamte Wirbelbett
    - einheitlich hohe Qualität

  • Minimale Krafteinwirkung auf Produktpartikel
    - schonende Behandlung 
      und Prozessführung
    - verbesserte Qualität

  • Fliessverhalten der fluidisierten Schüttung
    - effizientes Produkthandling
    - wenig manuelle Eingriffe
    - höhere Effizienz

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Prozessmöglichkeiten in der Wirbelschicht:

Die Wirbelschicht ermöglicht die verschiedensten Prozessmöglichkeiten. Unter anderem:

  • Trocknung

  • Agglomeration

  • Granulation

  • Coating

  • Layering

  • Granulationstrocknung

  • Sprüherstarren

Im Folgenden sind die wichtigsten Prozesse kurz beschrieben:

  

Wirbelschicht - Trocknung

​Bei der Wirbelschicht - Trocknung wird die durch das Wirbelbett strömende Prozessluft so vorgetrocknet und konditioniert, dass diese die Feuchtigkeit des zu trocknenden Produktes aufnehmen und aus dem Prozess wegführen kann.

Die Entfeuchtung der Prozessluft erfolgt mittels:

  • Taupunkt - Trocknung

  • Adsorptions - Trocknung

 

Dank des sehr guten Stoff- und Wärmeübergangs können Trocknungsprozess in der Wirbelschicht auch bei sehr tiefen Temperaturen immer noch effizient gefahren werden. Das Verfahren eignet sich somit bestens für die schonende Trocknung von thermisch sensiblen Stoffen: 

  • Mikroorganismen
    (Enzyme, Alginate, aktive Hefe, Vitamine, etc.)

  • Lebensmittel

  • Pharmazeutische Produkte

Schematische Darstellung: Wirbelschichttrocknung (MINO Engineering AG)

   

Schematische Darstellung der Wirbelschichttrocknung

  

Wirbelschicht - Granulation

Bei der Wirbelschicht - Granulation wird das Ausgangsprodukt im Prozessbehälter vorgelegt, von der konditionierten Prozessluft durchströmt und in Schwebe gehalten.

Über eine oder mehrere Sprühdüsen (top-spray, bottom-spray oder seitlichen Düsen) wird Bindemittel auf das Wirbelbett aufgesprüht. Die einzelnen Partikel der vorgelegten Schüttung werden mit Hilfe des aufgesprühten Bindemittels zu Agglomeraten vereinigt und zu Granulaten der gewünschten Grösse aufgebaut.​

 

Die konditionierte Prozessluft hält einerseits das Wirbelbett in Schwebe, andererseits führt sie die über das Bindemittel eingebrachte Feuchtigkeit aus dem Prozess weg.

Grösse und Form der Granulate können durch Variieren der Prozessparameter beeinflusst werden.

Schematische Darstellung: Wirbelschichtgranulation (MINO Engineering AG)

   

Schematische Darstellung der Wirbelschichtgranulation

  

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: Wirbelschichtcoating (MINO Engineering AG)

   

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: Wirbelschichtlayering (MINO Engineering AG)

   

Schematische Darstellung der Wirbelschichtgranulation

  

Beispiele von Produkten, die auf Wirbelschichtanlagen
von MINO Engineering AG hergestellt wurden:

MINO Engineering AG
Chüegasse 1
4812 Mühlethal
Schweiz

Tel.:      +41 (0) 61 461 83 61
Fax:     +41 (0) 61 461 83 65


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Schematische Darstellug: Wirbelschichtcoatig

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