DE19923628C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen TeilchenInfo
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- B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von partikelförmigen Teilchen, die zumindest einen chemischen,
biologischen oder pharmazeutischen Wirkstoff enthalten, mit den
Schritten:
- - Versprühen einer den Wirkstoff enthaltenden Sprühflüssig keit mit Hilfe einer Sprüheinheit derart, daß sich Tröpf chen von Sprühflüssigkeit mit dem Wirkstoff bilden,
- - Bereitstellen einer Flugstrecke, die von den Tröpfchen durchflogen wird,
- - Auffangen und Abtransportieren der Tröpfchen mit Hilfe ei nes fluiden Mediums, das am Ende der Flugstrecke unter ei nem Winkel bezogen auf die Flugstrecke bewegt wird, und
- - Verfestigen der Tröpfchen zu den partikelförmigen Teilchen mit Hilfe des fluiden Mediums, wobei das fluide Medium an der Innenwand eines Ringkörpers entlang fließt.
Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zum Her
stellen von partikelförmigen Teilchen, die zumindest einen che
mischen, biologischen oder pharmazeutischen Wirkstoff enthal
ten, mit einer Sprüheinheit zum Versprühen einer den Wirkstoff
enthaltenden Sprühflüssigkeit, wobei die Sprüheinheit derart
ausgebildet ist, daß sich beim Versprühen Tröpfchen von Sprüh
flüssigkeit mit dem Wirkstoff bilden, mit einer Flugstrecke,
die von den Tröpfchen beim Versprühen durchflogen wird, mit ei
nem fluiden Medium, das dazu bestimmt ist, die Tröpfchen zu den
partikelförmigen Teilchen zu verfestigen, und mit Mitteln zum
Bewegen des fluiden Mediums am Ende der Flugstrecke unter einem
Winkel bezogen auf die Flugstrecke derart, daß die Tröpfchen
beim Eintreten in das bewegte fluide Medium aufgefangen und von
diesem abtransportiert werden, wobei die Mittel zum Bewegen des
fluiden Mediums einen Ringkörper aufweisen, an dessen Innenwand
das fluide Medium entlang fließen kann.
Ein solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind
aus der JP 52-38480 A2 bekannt.
Die Herstellung von partikelförmigen Teilchen ist im Bereich
der pharmazeutischen Technologie ein wichtiger Verfahrens
schritt zur Herstellung verschiedenster Arzneimittel. Dabei
können die partikelförmigen Teilchen in Form von Pulvern oder
Granulaten bereits eine Darreichungsform eines hergestellten
Arzneimittels sein. In vielen Fällen sind die partikelförmigen
Teilchen jedoch ein Zwischenprodukt, aus dem durch weitere Ver
arbeitungsschritte, wie bspw. Verpressen zu Tabletten, die end
gültige Darreichungsform hergestellt wird. Andere Darreichungs
formen sind bspw. die Inhalation eines trockenen Pulvers oder
eines in einer Flüssigkeit suspensierten Wirkstoffs.
Die Größe der partikelförmigen Teilchen, die mit der Erfindung
hergestellt werden können, liegt im Bereich zwischen wenigen
Mikrometern oder sogar Nanometern bis hin zu Größen von etwa 2
bis 3 mm.
Die Herstellung von partikelförmigen, zumindest einen pharma
zeutischen Wirkstoff enthaltenden Teilchen ist im Bereich der
pharmazeutischen Technologie an sich bekannt. So sind bspw. in
dem Lehrbuch "Pharmazeutische Technologie" von Bauer, Frömming
und Führer, erschienen im Gustav Fischer Verlag, 5. Auflage,
Seiten 304 bis 312, verschiedene derartige Verfahren beschrie
ben. Das der vorliegenden Erfindung nächstkommende Verfahren
ist dabei die sogenannte Wirbelschichtgranulierung. Daneben
werden noch sogenannte Extruder- bzw. Lochscheiben- oder Loch
walzengranulierungen vorgestellt.
Bei der Wirbelschichtgranulierung wird ein zu granulierendes
Gut mit Hilfe eines Luftstroms verwirbelt. In diese Wirbel
schicht wird dann zum Granulataufbau eine Granulierflüssigkeit
mit Hilfe einer Sprüheinheit eingesprüht. Durch die Granulier
flüssigkeit werden einzelne Partikel des zu granulierenden Gu
tes miteinander verbunden, wodurch größere Körner entstehen.
Der pharmazeutische Wirkstoff, der in diesen Körnern eingebun
den ist, ist zuvor in dem zu granulierenden Gut enthalten. Die
Granulierflüssigkeit dient somit allein dazu, die einzelnen
Partikel des zu granulierenden Gutes zu größeren Körnern zusam
menzubinden.
Die Herstellung der eingangs genannten partikelförmigen Teil
chen muß bei der Herstellung von Arzneimitteln möglichst ko
stengünstig und effizient erfolgen. Darüber hinaus ist es wün
schenswert, die Größe der herzustellenden Teilchen in einen
möglichst weiten Bereich variieren zu können. Besonders wün
schenswert ist die Möglichkeit, möglichst kleine partikelförmi
ge Teilchen in möglichst gleichmäßiger Form und Größe herstel
len zu können. Die Gleichmäßigkeit der hergestellten partikel
förmigen Teilchen trägt zur exakten Dosierbarkeit bei. Außerdem
können partikelförmige Teilchen, die hinsichtlich ihrer Größe
und Form enge Toleranzen einhalten, einfacher weiterverarbeitet
werden.
Bei der bekannten Vorrichtung gemäß der eingangs genannten
JP 52-38480 A2 wird als fluides Medium eine wäßrige NaOH-Lösung
verwendet, die an der Innenwand eines zylindrischen Kessels
herabfließt. Im Inneren des Kessels ist eine Sprüheinheit ange
ordnet, die Tröpfchen einer zweiten wäßrigen Lösung radial nach
außen und damit gegen die NaOH-Lösung versprüht. Die NaOH-
Lösung sammelt sich am Boden des zylindrischen Kessels und wird
von dort über ein Kreislaufsystem an dessen oberen Rand zurück
geführt. Von dort kann sie erneut an der Innenwand des Kessels
herabfließen.
Aus der DE 43 29 110 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Pellet-Gefrieren von pelletierbaren Flüssigkeiten bekannt.
Die Vorrichtung besitzt ein in etwa U-förmiges Reaktionsrohr,
das im Inneren eines isolierten Gehäuses angeordnet ist. Am Bo
den des U-förmigen Reaktionsrohrs ist ein Rührwerk angeordnet.
Über das Rührwerk wird flüssiger Stickstoff durch einen Schen
kel des U-förmigen Reaktionsrohrs angesaugt und über den zwei
ten Schenkel wieder herausgedrückt. Hierdurch entsteht im Inne
ren des Reaktionsrohrs eine wasserfallartige Strömung von flüs
sigem Stickstoff. Die zu gefrierende pelletierbare Flüssigkeit
wird von oben in den einen Schenkel des U-förmigen Reaktions
rohrs eingefüllt.
Aus der US 4,127,158 A ist eine Vorrichtung zum Herstellen von
hohlen metallischen Partikeln bekannt. Die Partikel werden von
einer Sprühdüse in flüssiger Form radial versprüht. Im Kontakt
mit einer zweiten Flüssigkeit, die an der Innenwand eines zy
lindrischen Ringkörpers entlang fließt, bilden sich aufgrund
näher beschriebener Zusammenhänge die hohlen Metallpartikel.
Für eine medizinische Anwendung sind diese allerdings nicht ge
eignet.
Aus der WO 95/29667 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Beschichten von biologischen Materialien wie Gewebe, Zellen
oder Zellinien bekannt. Die zu beschichtenden Teilchen sind zu
sammen mit einer Beschichtungslösung in einem Mischgefäß, das
sich dreht. Aufgrund der Zentrifugalkraft wandern die beschich
teten Teilchen an der Innenwand des Gefäßes nach oben und wer
den von dort radial nach außen geschleudert. Nach Durchlaufen
einer Flugstrecke treffen sie auf ein Geliermittel, das an der
Innenwand eines konzentrisch zu dem Mischgefäß angeordneten,
rotierenden Ringkörpers angeordnet ist.
Angesichts dieses Standes der Technik ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren sowie eine
entsprechende Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen
Teilchen anzugeben, insbesondere ein Verfahren und eine Vor
richtung, mit denen große Produktmengen von kleinsten partikel
förmigen Teilchen effizient und mit geringen Toleranzen hin
sichtlich ihrer Größe und Form hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten
Art gelöst, bei dem der Ringkörper einen Innenmantel und einen
konzentrisch dazu angeordneten Außenmantel aufweist, die zusam
men an ihrem oberen Ende eine spaltförmige Öffnung bilden, wo
bei der Innenmantel mit seinem unteren Ende in ein Reservoir an
fluidem Medium hineinragt und mit einem Antrieb um seine Längs
achse gedreht wird.
Die Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art gelöst, bei der der Ringkörper einen Innenmantel
und einen konzentrisch dazu angeordneten Außenmantel aufweist,
die zusammen an ihrem oberen Ende eine spaltförmige Öffnung
bilden, wobei der Innenmantel mit seinem unteren Ende in ein
Reservoir an fluidem Medium hineinragt und um seine Längsachse
drehbar mit einem Antrieb verbunden ist.
Bei der Sprühflüssigkeit handelt es sich hier insbesondere um
Lösungen, vorzugsweise um kolloiddisperse Lösungen von Polyme
ren, um Emulsionen, Suspensionen oder um Mischsysteme dieser
Formen oder auch um Schmelzen. Kolloiddispers ist dabei eine
Lösung, die aus mehreren Komponenten besteht, deren Partikel
größen zwischen 1 nm und ca. 500 nm liegen. Die Viskosität der
Sprühflüssigkeit muß dabei zumindest so gewählt sein, daß die
Sprühflüssigkeit mit Hilfe der Sprüheinheit zu den Tröpfchen
versprüht werden kann. Je nach den verwendeten Grundstoffen
kann die Sprühflüssigkeit jedoch unterschiedliche Viskositäten
aufweisen.
Nach dem Verlassen der Sprüheinheit durchfliegen die Tröpfchen
die genannte Flugstrecke. Aufgrund ihrer Viskosität nehmen die
Tröpfchen dabei automatisch eine zunehmend gleichmäßigere Form
ein, die nach dem Verfestigen dann auch den partikelförmigen
Teilchen zu eigen ist. Die Form und Größe der Tröpfchen und da
mit auch der partikelförmigen Teilchen hängt dabei von zahlrei
chen Parametern, wie etwa der Austrittsgeschwindigkeit der
Tröpfchen aus der Sprüheinheit, der Länge der Flugstrecke, der
Viskosität der Sprühflüssigkeit, der Größe der Austrittsöffnung
der Sprüheinheit sowie dem Druck und ggf. der Austrittsge
schwindigkeit eines verwendeten Sprühgases ab. Durch geeignete
Wahl dieser Parameter können somit die Form und Größe der par
tikelförmigen Teilchen in weiten Grenzen eingestellt und verän
dert werden. Dabei kann ein Produkt mit einer sehr schmalen
Korngrößenverteilung mit gleicher Geometrie erhalten werden,
was eine Weiterverarbeitung erheblich vereinfacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor
richtung besitzen daher einen sehr breiten Anwendungsbereich.
Hinzu kommt, daß die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens sehr einfach und klein bauend aufgebaut sein kann, was be
sonderes effizient ist. Darüber hinaus besitzen das Verfahren
und die Vorrichtung den großen Vorteil, daß sie kontinuierlich
arbeiten, d. h. es sind keine Unterbrechungen des Verfahrensab
laufs notwendig, um hergestellte partikelförmige Teilchen aus
der Vorrichtung zu entnehmen. Das Verfahren kann somit ohne re
gelmäßig notwendig werdende Unterbrechungen durchgeführt wer
den, was den Durchsatz und damit die Herstellung großer Mengen
an partikelförmigen Teilchen verbessert. Darüber hinaus liegt
die Ausbeute bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nahezu bei
100%. Insgesamt lassen sich aufgrund der Erfindung somit par
tikelförmige Teilchen mit zumindest einem pharmazeutischen
Wirkstoff in großen Mengen, in gleichmäßiger Form und variier
barer Größe kostengünstig herstellen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Ringkörpers ermöglicht es,
das fluide Medium an dem Innenmantel des Ringkörpers unter Aus
nutzung von Zentrifugalkräften hochzuführen. Das fluide Medium
kann sodann durch die spaltförmige Öffnung hindurchtreten und
an dem Außenmantel zurück in das Reservoir laufen. Diese Ausge
staltung besitzt den Vorteil, daß das fluide Medium zweimal an
der Fläche des Ringkörpers entlang geführt wird, wodurch eine
besonders exakte Temperatursteuerung des Ringkörpers möglich
ist. Des weiteren kann die Menge und Fließgeschwindigkeit des
fluiden Mediums auf diese Weise sehr gut über die Rotationsge
schwindigkeit des Ringkörpers gesteuert werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das fluide Medium in
Form eines flächigen Vorhangs bewegt, in den die versprühten
Tröpfchen eintreten.
Das fluide Medium kann je nach gewünschtem Anwendungsfall so
wohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas sein. In beiden Fällen
führen die genannten Maßnahmen dazu, daß durch die flächige Bewegung
des Mediums eine große "Arbeitsfläche" für das Versprü
hen der Tröpfchen bereitgestellt wird. Hierdurch wird der
Durchsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungs
gemäßen Vorrichtung erhöht. Darüber hinaus führt die Ausbildung
eines flächigen Vorhangs zu einer gleichmäßigen Strömung des
fluiden Mediums, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Gleich
mäßigkeit der Form und Größe der hergestellten partikelförmigen
Teilchen auswirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens versprüht die Sprüheinheit Tröpfchen von Sprühflüssigkeit
radial in mehreren Richtungen und das bewegte fluide Medium um
gibt die Sprüheinheit.
In einer entsprechenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung weist die Sprüheinheit radial verteilte Austritts
öffnungen auf und die spaltförmige Öffnung ist konzentrisch zu
der Sprüheinheit angeordnet.
Auch diese beiden Maßnahmen tragen dazu bei, die "Arbeits
fläche" der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vergrößern bzw.
einen vorhandenen Bauraum optimal, also effizient zu nutzen.
Dies führt zu kleinen, kompakten Baueinheiten mit hoher Durch
satzleistung.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird die Sprüheinheit beim Versprühen der Tröpfchen um ih
re Längsachse gedreht.
Dementsprechend ist die Sprüheinheit in einer Ausgestaltung der
Vorrichtung um ihre Längsachse drehbar.
Die genannten Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß hierdurch das
Versprühen der Tröpfchen in Form eines radialen Wirbels er
folgt. Hierdurch wird erreicht, daß die Tröpfchen bei gleichem
radialen Abstand zwischen der Sprüheinheit und dem bewegten
fluiden Medium eine längere Flugstrecke zurücklegen können. Um
gekehrt kann somit die Vorrichtung bei einer vorgegebene Länge
der Flugstrecke enger gebaut werden. Darüber hinaus wird durch
die Drehbewegung verhindert, daß ausgetretene Tröpfchen auf
kurz zuvor versprühte Tröpfchen treffen oder von später ver
sprühten Tröpfchen eingefangen werden. Schließlich ist aufgrund
der genannten Maßnahme die Verwendung einer Ringspalt-
Zerstäuberscheibe als Sprüheinheit möglich. Eine derartige Zer
stäuberscheibe ist besonders vorteilhaft, wenn partikelförmige
Teilchen mit einer Größe im Bereich von 50 bis 1000 µm herge
stellt werden sollen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird das fluide Medium im wesentlichen in vertikaler Rich
tung bewegt.
Eine entsprechende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zum Bewegen des fluiden Mediums derart ausgebildet
sind, daß das fluide Medium im wesentlichen in vertikaler Rich
tung bewegt wird.
Die genannte Maßnahme besitzt zum einen den Vorteil, daß die
Bewegung des fluiden Mediums unter Zuhilfenahme der Gravitation
erzeugt werden kann. Hierdurch läßt sich eine sehr gleichmäßige
Bewegung des fluiden Mediums erreichen. Hinzu kommt, daß es be
sonders vorteilhaft ist, die Sprühflüssigkeit im wesentlichen
horizontal zu versprühen. Die vertikale Führung des fluiden Mediums
ermöglicht in diesem Fall, daß die versprühten Tröpfchen
besonders schnell aus dem Bereich der Flugstrecke abtranspor
tiert werden, womit ebenfalls der Durchsatz des erfindungsgemä
ßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbes
sert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens bzw. der Vorrichtung wird der genannte Winkel im Bereich
zwischen 20° und 160°, vorzugsweise im Bereich zwischen 75° und
115° gewählt.
Die genannte Maßnahme ist vorteilhaft, da hierdurch der Ab
transport der aufgefangenen Tröpfchen im wesentlichen quer zu
der Flugstrecke erfolgt. Dies führt, wie bereits zuvor erläu
tert, zu einer Erhöhung des Durchsatzes bei der Herstellung der
partikelförmigen Teilchen, da durch den schnellen Abtransport
der Tröpfchen aus dem Bereich der Flugstrecke schnell wieder
Platz für die nachfolgenden Tröpfchen geschaffen wird. Gleich
zeitig wird hierdurch ein Aufeinandertreffen von aufeinander
folgend versprühten Tröpfchen weitgehend vermieden, was sich
positiv auf die Größe und Gleichmäßigkeit der hergestellten
partikelförmigen Teilchen auswirkt. Die Wahl des Winkels er
laubt es, auf die mechanischen Wirkungen des Auftreffens der
Tröpfchen auf den Vorhang an bewegtem fluidem Medium Einfluß zu
nehmen, also für einen sanfteren oder härteren Eintritt in das
Medium zu sorgen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens bzw. der Vorrichtung wird die Länge der Flugstrecke im Be
reich zwischen 2 cm und 100 cm, vorzugsweise im Bereich zwi
schen 5 cm und 20 cm gewählt.
Die genannte Maßnahme ist vorteilhaft, da sie einen guten Kom
promiß hinsichtlich der Länge der Flugstrecke und den Abmessun
gen der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt. Je kürzer die
Flugstrecke gewählt wird, desto weniger Zeit steht den ver
sprühten Tröpfchen zur Verfügung, um eine gleichmäßige Form
auszubilden. Die Zeit hängt, wie bereits eingangs erläutert,
unter anderem in starkem Maße von der Viskosität der Sprühflüs
sigkeit ab. Eine generell sehr lang gewählte Flugstrecke wirkt
sich jedoch nachteilig auf die Abmessungen der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung aus.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird eine beheizbare Sprüheinheit verwendet.
Eine entsprechende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinheit beheizbar
ist.
Diese Maßnahme ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Verfe
stigung der versprühten Tröpfchen durch Abkühlen geschieht, da
in diesem Fall der Temperaturgradient der Tröpfchen zwischen
dem Zeitpunkt, an dem sie die Sprüheinheit verlassen, bis zu
dem Zeitpunkt, an dem sie von dem fluiden Medium aufgefangen
werden, verstärkt ist. Je größer dieser Temperaturgradient ist,
desto abrupter ist in diesem Fall jedoch die Verfestigung der
Tröpfchen. Außerdem führt eine höhere Temperatur der Sprühflüs
sigkeit beim Versprühen der Tröpfchen dazu, daß deren Viskosi
tät vermindert ist, wodurch sich kleinere und gleichmäßigere
partikelförmige Teilchen erzeugen lassen. Schließlich besitzt
eine beheizbare Sprüheinheit den Vorteil, daß ein Zusetzen der
Austrittsöffnungen der Sprüheinheit durch die Sprühflüssigkeit
vermieden wird. Dadurch können auch Schmelzen versprüht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens wird die Temperatur des fluiden Mediums geregelt.
Dementsprechend weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in die
ser Ausgestaltung eine Temperaturregelung für das fluide Medium
auf.
Die genannten Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß hierdurch der
Temperaturgradient der versprühten Tröpfchen noch exakter ein
gestellt werden kann, was sich wiederum vorteilhaft auf die
Form und Größe der hergestellten partikelförmigen Teilchen aus
wirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens bzw. der Vorrichtung wird als fluides Medium ein Kühlmit
tel verwendet, und zwar vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit und
besonders bevorzugt Wasser.
Die genannten Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß sie besonders
einfach und kostengünstig sind, da eine Verflüssigung und Ver
festigung eines Stoffes durch Aufheizen und Abkühlen technisch
sehr einfach realisierbar ist. Darüber hinaus trägt die Verwen
dung eines Kühlmittels als fluidem Medium wiederum dazu bei,
den zuvor erläuterten Temperaturgradienten zu vergrößern, was
sich vorteilhaft auf die Größe und Form der erhaltenen parti
kelförmigen Teilchen auswirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens bzw. der Vorrichtung wird als fluides Medium ein Reakti
onsmittel verwendet, das die Tröpfchen mit Hilfe einer chemi
schen Reaktion verfestigt. Bevorzugt werden die Tröpfchen mit
Hilfe des fluiden Mediums zu einem Gel verfestigt.
Die genannte Maßnahme kann als Alternative oder in Ergänzung
der zuvor genannten Maßnahme verwendet werden, d. h. das fluide
Medium kann sowohl ein Reaktionsmittel wie auch ein Kühlmittel
für die versprühten Tröpfchen sein. Die Maßnahme besitzt sowohl
in dieser Kombination als auch für sich genommen den Vorteil,
daß die Verfestigung der Tröpfchen sehr schnell und gezielt ge
steuert werden kann. Die Verfestigung aufgrund einer chemischen
Reaktion kann dabei bspw. durch Ausfällen oder Gelieren erfol
gen. Die Bildung eines Gels ist besonders vorteilhaft, da sie
sehr schnell geschehen kann und da die hergestellten Partikel
in dem fluiden Medium dann sehr gut transportiert werden kön
nen.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen
ist die Innenwand des Ringkörpers konisch verjüngt.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch das fluide
Medium noch exakter an der Innenwand des Ringkörpers geführt
wird, wodurch ein Abreißen der Strömung weitgehend vermieden
wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das fluide Medium, wie
nachfolgend erläutert, mit Hilfe von Zentrifugalkräften an der
Innenwand des Ringkörpers hochgeführt werden soll.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen
weist der Innenmantel an seinem unteren Ende turbinenartige
Schaufeln auf.
Die genannte Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch eine
größere Menge an fluidem Medium bei jeder Umdrehung des Innen
mantels aufgenommen werden kann. Hierdurch wird der zuvor be
schriebene Effekt besonders wirkungsvoll verstärkt.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen
weist die Sprüheinheit mehrere Ringspalten auf.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch der insgesamt
wirksame Öffnungsquerschnitt der Sprüheinheit vergrößert ist,
so daß in jedem Moment eine größere Anzahl an Tröpfchen ver
sprüht werden kann. Hierdurch läßt sich der Durchsatz des er
findungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrich
tung nochmals erhöhen.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung weist die Sprüheinheit eine Ringspalt-Zerstäuberscheibe
auf.
Diese Maßnahme besitzt den bereits genannten Vorteil, daß sich
mit einer derartigen Zerstäuberscheibe besonders gut partikel
förmige Teilchen im Größenbereich von 50 bis 1000 µm herstellen
lassen.
In einer alternativen Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnah
me weist die Sprüheinheit eine Mehrstoff-Ringspaltdüse auf.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß sich mit einer derarti
gen Düse besonders gut sogenannte Nano-Partikel erzeugen las
sen, d. h. partikelförmige Teilchen, deren Größenordnung im
Nanometerbereich liegt.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä
ßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 den Partikelformer aus Fig. 1 entlang der Linie II-
II,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer drehbar angeordneten
Ringspalt-Zerstäuberscheibe in einer teilweise ge
schnittenen Darstellung,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Vorrichtung,
Fig. 5 den Partikelformer des Ausführungsbeispiels aus
Fig. 4 entlang der Linie VII-VII.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Ge
samtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 besitzt eine Aufbereitungseinheit 12, einen
Partikelformer 14 sowie ein Absetzbecken 16.
Die Aufbereitungseinheit 12 weist in an sich bekannter Weise
einen Rührer 18 auf, der mit Hilfe eines Antriebes 20 in Rich
tung eines Pfeils 22 um seine Längsachse 24 bewegbar ist. Der
Rührer 18 ist in einem Ansatzgefäß 26 angeordnet, und dient vor
allem dazu, die in dem Ansatzgefäß 26 befindliche Sprühflüssig
keit 28 gleichmäßig durchzumischen. Ein Beispiel für die Zusam
mensetzung der Sprühflüssigkeit 28 wird weiter unten erläutert.
Die Aufbereitungseinheit 12 ist mit dem Partikelformer 14 über
zwei Rohrleitungen 30, 32 verbunden. Die Rohrleitung 30 mündet
mit einem Auslaßventil 34 im unteren Bereich des Ansatzgefäßes
26. Mit der Bezugsziffer 36 ist eine Pumpe bezeichnet, über die
in der Aufbereitungseinheit 12 hergestellte Sprühflüssigkeit 28
in Richtung eines Pfeils 38 dem Partikelformer 14 zuführbar
ist. Die Rohrleitung 32 mündet über ein Ventil 40 in den oberen
Bereich des Ansatzgefäßes 26. Die Rohrleitung 32 dient dazu,
den nachfolgend noch ausführlich erläuterten Überschuß an
Sprühflüssigkeit 28 von dem Partikelformer 14 in Richtung des
Pfeils 42 zur Aufbereitungseinheit 12 zurückzuführen. Darüber
hinaus sind die Aufbereitungseinheit 12 und die Rohrleitungen
30, 32 mit weiteren, an sich im Stand der Technik bekannten
Mitteln versehen, wie bspw. einem Heizsystem.
Der Partikelformer 14, der in einer weiteren Ansicht noch ein
mal in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt eine Sprüheinheit 50,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Ringspalt-Zer
stäuberscheibe mit drei Ringspalten ist. Eine derartige Ring
spalt-Zerstäuberscheibe wird nachfolgend anhand der Fig. 3 nä
her erläutert.
Die Sprüheinheit 50 ist in nachfolgend ebenfalls noch ausführ
lich dargestellter Art und Weise mit einem Antrieb 52 gekop
pelt, der auf einem Aufnahmegehäuse 54 des Partikelformers 14
angeordnet ist. Die Sprüheinheit 50 und hierdurch in Richtung
des Pfeils 56 um ihre Längsachse 58 drehbar.
Mit der Bezugsziffer 60 ist ein Ringkörper bezeichnet, der im
vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Innenmantel 62 sowie ei
nen konzentrisch dazu angeordneten Außenmantel 64 aufweist. Der
Innenmantel 62 ist an seinem oberen Rand nach unten umgebogen,
so daß eine Wulst entsteht, die von dem Außenmantel 64 in einem
definierten, spaltbildenden Abstand entfernt ist. Der Innenman
tel 62 und der Außenmantel 64 sind somit in ihrem oberen Be
reich durch einen Ringspalt 65 voneinander getrennt. Die Breite
des Ringspaltes 65 kann generell zwischen 1 und 10 mm liegen
und beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 mm.
Der Innenmantel 62 ist nach unten konisch verjüngt, und zwar
unter einem Winkel α bezogen auf eine Flugstrecke F, die von den
aus der Sprüheinheit 50 versprühten Tröpfchen 66 durchflogen wird.
Die Flugstrecke F entspricht näherungsweise dem Innenradius des
Innenmantels 62. Der Winkel α beträgt im vorliegenden Fall ca.
100°.
Die Anordnung des Innenmantels 62 und des Außenmantels 64 ist
derart, daß ein an der Innenseite des Innenmantels hochgeführtes
fluides Medium über den Ringspalt 65 in den Bereich zwi
schen dem Innenmantel 62 und dem Außenmantel 64 gelangen kann.
Der Außenmantel 64 ist in dem Aufnahmegehäuse 54 an einer Tra
verse 67 starr befestigt. Demgegenüber ist der Innenmantel 62
über Verbindungsstreben 68 mit einer Welle 70 verbunden, die
mit Hilfe eines Antriebes 72 um ihre Längsachse 74 in Richtung
des Pfeils 76 drehbar ist. Die Verbindungsstreben 68 sind dabei
turbinenschaufelartig ausgebildet. Eine Drehung der Welle 70 in
Richtung des Pfeils 76 hat zur Folge, daß der Innenzylinder 62
ebenfalls um seine Längsachse 74 gedreht wird.
Die Welle 70 ist innerhalb eines feststehenden Hohlrohrs 78 an
geordnet, das an seinem oberen Ende kurz unterhalb der Verbin
dungsstreben 68 abgedichtet ist.
Das untere Ende 80 des Innenmantels 62 ragt über das untere En
de des Außenmantels 64 hinaus und taucht in ein Reservoir 81
eines fluiden Mediums 82 ein. Das fluide Medium 82 ist im vor
liegenden Ausführungsbeispiel eine Flüssigkeit, die nachfolgend
anhand von Beispielen beschrieben ist.
Mit der Bezugsziffer 84 ist ein Auffangbehälter bezeichnet, der
unterhalb von dem Ringkörper 60 innerhalb des Reservoirs 81 an
geordnet ist. Der Auffangbehälter 84 dient dazu, die mit Hilfe
des nachfolgend beschriebenen Verfahrens hergestellten parti
kelförmigen Teilchen 86 aufzufangen. Darüber hinaus bildet der
Auffangbehälter 84 den Boden des Reservoirs 81.
Mit der Bezugsziffer 88 ist ein Kühlaggregat bezeichnet, das am
Boden des Aufnahmegehäuses 54 angeordnet ist und einen Wärmetauscher
90 versorgt, mit dem das fluide Medium 82 hinsichtlich
seiner Temperatur geregelt werden kann.
Mit der Bezugsziffer 92 ist ein Schirmgitter bezeichnet, das
aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in Fig. 2 dargestellt
ist. Das Schirmgitter 92 ist an dem Hohlrohr 78 befestigt und
dient in Verbindung mit diesem dazu, den unteren Bereich des
Reservoirs 81 soweit wie möglich von Turbulenzen und Wirbeln
freizuhalten. Derartige Turbulenzen und Wirbel werden in dem
fluiden Medium 82 durch die Drehung des Innenmantels 62 verur
sacht. Des weiteren stützt das Schirmgitter 92 das Hohlrohr 78
ab. Das Hohlrohr 78 vermindert den Druck der Wassersäule, der
auf der Abdichtung der Welle 70 lastet.
Mit dem Bezugsziffern 94 und 96 sind zwei Rohrleitungen be
zeichnet, über die der Partikelformer 14 mit dem Absetzbecken
16 verbunden ist. Die Rohrleitung 94 mündet dabei am unteren
Ende des schräg gestellten Auffangbehälters 84 in das Aufnahme
gehäuse 54 und dient dazu, die hergestellten partikelförmigen
Teilchen 86 aus dem Partikelformer 14 in das Absetzbecken 16 zu
leiten. Die Rohrleitung 96 ist mit einer Pumpe 98 versehen und
dient dazu, im Absetzbecken 16 extrahiertes fluides Medium 82
dem Reservoir 81 in dem Partikelformer 14 in Richtung des
Pfeils 100 zurückzuführen.
Das Absetzbecken 16 weist ein im Stand der Technik an sich be
kanntes Feststoff-/Flüssigkeitstrennsystem auf, das im vorlie
genden Ausführungsbeispiel als einfaches Sieb 102 dargestellt
ist. Es versteht sich jedoch, daß das Absetzbecken 16 alterna
tiv auch andere Feststoff-/Flüssigkeitstrennsysteme besitzen
kann, wie bspw. eine Bandfilteranlage.
Mit der Bezugsziffer 104 ist ein sensorgesteuertes Ventil be
zeichnet, das in einem Zulauf für fluides Medium angeordnet
ist.
Wie in Fig. 3 zu erkennen, besitzt eine Sprüheinheit 50 in Form
einer Ringspalt-Zerstäuberscheibe ein Außenrohr 110, das kon
zentrisch um ein Innenrohr 112 herum angeordnet ist. Das Innen
rohr 112 ist über eine Öffnung 114 im unteren Bereich der Sprü
heinheit 50 mit dem Außenrohr 110 verbunden. Im Betrieb wird
die zu versprühende Sprühflüssigkeit 28 der Sprüheinheit 50
über das Innenrohr 112 in Richtung des Pfeils 116 zugeführt.
Dies geschieht bei der Vorrichtung in Fig. 1 über die Rohrlei
tung 30. Die in Richtung des Pfeils 116 zugeführte Sprühflüs
sigkeit 28 fließt in dem Innenrohr 112 in Richtung des Pfeils
118 nach unten und gelangt durch die Öffnung 114 in den Bereich
120 zwischen dem Außenrohr 110 und dem Innenrohr 112. Hier kann
die zu versprühende Sprühflüssigkeit 28 durch Ringspalte 122 in
Richtung der Pfeile 124 austreten. Im vorliegenden Ausführungs
beispiel besitzt die Sprüheinheit 50 drei übereinandergeordnete
Ringspalte 122.
Im Betrieb wird der Sprüheinheit 50 üblicherweise eine größere
Menge an Sprühflüssigkeit durch das Innenrohr 112 zugeführt,
als über den Öffnungsquerschnitt der Ringspalte 122 versprüht
werden kann. Dies hat zur Folge, daß sich in dem Bereich 120
ein Überschuß an Sprühflüssigkeit 28 sammelt, der in dem Außen
rohr 110 in Richtung des Pfeils 126 nach oben hochsteigt. Sinn
dieses Überschusses ist es, sicherzustellen, daß die Ringspalte
122 zu keiner Zeit im Betrieb der Sprüheinheit 50 austrocknen
können, um so ein Zusetzen der Ringspalte 122 zu vermeiden. Der
innerhalb des Außenrohrs 110 in Richtung des Pfeils 126 hochgestiegene
Überschuß kann über einen Stutzen 128 in Richtung des
Pfeils 130 aus der Sprüheinheit 50 abgeführt werden. In der
Vorrichtung 10 der Fig. 1 wird der Überschuß über die Rohrlei
tung 32 in die Aufbereitungseinheit 12 zurückgeführt.
Mit der Bezugsziffer 132 ist eine Heizung bezeichnet, die im
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine um das Innenrohr 112 her
umgeführte Heizspirale ist. Die Heizung 132 dient dazu, die
Sprüheinheit 50 im Betrieb zu beheizen.
Mit der Bezugsziffer 134 ist der Deckel des Aufnahmegehäuses 54
des Partikelformers 14 bezeichnet. Der untere Teil 136 des Au
ßenrohrs 110 ist gegenüber diesem Deckel 134 in einem Lager 138
drehbar gelagert. Das Innenrohr 112 sowie der obere Teil 140
des Außenrohrs 110 sind demgegenüber starr.
Der untere Teil 136 des Außenrohrs 110 ist über zwei Riemen
scheiben 142, 144 sowie einen Riemen 146 mit dem Antrieb 52
verbunden. Der Riemen 146 ist hierbei ein Zahnriemen. Alterna
tiv hierzu kann der Antrieb auch über Zahnräder erfolgen. Mit
der Bezugsziffer 148 ist ein Halter bezeichnet, an dem der obe
re Teil 140 des Außenrohrs und der Antrieb 52 befestigt sind.
Nachfolgend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 erläutert:
Zunächst wird in der Aufbereitungseinheit 12 die Sprühflüssig keit 28 hergestellt. In einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung, das zu Testzwecken verwendet wurde, wurden dazu 1,5 kg Natriumalginat in 15 kg Wasser kolloidal gelöst. In dieser Lö sung wurden 5 kg Ibuprofensäure und 0,5 kg Natriumphosphat fein dispergiert und homogenisiert. Die so erhaltene Sprühflüssig keit wurde sodann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine 10%-ige wäßrige Calciumchloridlösung als fluidem Medium 82 versprüht.
Zunächst wird in der Aufbereitungseinheit 12 die Sprühflüssig keit 28 hergestellt. In einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung, das zu Testzwecken verwendet wurde, wurden dazu 1,5 kg Natriumalginat in 15 kg Wasser kolloidal gelöst. In dieser Lö sung wurden 5 kg Ibuprofensäure und 0,5 kg Natriumphosphat fein dispergiert und homogenisiert. Die so erhaltene Sprühflüssig keit wurde sodann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine 10%-ige wäßrige Calciumchloridlösung als fluidem Medium 82 versprüht.
Die aufbereitete Sprühflüssigkeit 28 wird dem Innenrohr 112 der
Sprüheinheit 50 über die Rohrleitung 30 und die Pumpe 36 zuge
führt. Dabei wird das Außenrohr 110 der Sprüheinheit 50 mit
Hilfe des Antriebes 52 gedreht. In dem erwähnten Ausführungs
beispiel betrug die Drehgeschwindigkeit 3000 Umdrehungen pro
Minute.
Gleichzeitig mit dem Versprühen der Sprühflüssigkeit 28 über
die Sprüheinheit 50 wird der Innenmantel 62 des Ringkörpers 60
mit Hilfe des Antriebes 72 in Richtung des Pfeils 76 gedreht.
Diese Drehung erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ca. 250 bis
350 Umdrehungen pro Minute. Aufgrund dieser Drehung des Innen
mantels 62 und aufgrund der schaufelartig ausgebildeten Verbin
dungsstreben 68 wird ein Teil der wäßrigen Calciumchloridlösung
aufgrund der Zentrifugalkraft von dem Innenmantel 62 aufgenom
men und an seiner Innenseite nach oben geführt. Anschaulich ge
sprochen "fließt" die wäßrige Calciumchloridlösung somit an der
Innenseite des Innenmantels 62 nach oben. Hierdurch entsteht
ein Film 150 an wäßriger Calciumchloridlösung, der in Fig. 2
schematisch angedeutet ist.
Die Sprühflüssigkeit 28 tritt aus den Ringspalten 122 in Rich
tung der Pfeile 124 in Form der Tröpfchen 66 aus. Die Tröpfchen
66 durchfliegen sodann die Flugstrecke F. Nach Durchfliegen der
Flugstrecke F treffen die Tröpfchen 66 auf den Film 150 aus
wäßriger Calciumchloridlösung. Hierbei erstarren sie sofort
gelartig, d. h. die Tröpfchen werden mit Hilfe der wäßrigen
Calciumchloridlösung zu partikelförmigen Teilchen 86 verfe
stigt. Dabei wird das Natriumalginat in Calciumalginat über
führt.
Gleichzeitig werden die partikelförmigen Teilchen 86 von dem
Film 150 aus dem Bereich der Flugstrecke F abtransportiert. Der
Film 150 transportiert die partikelförmigen Teilchen 86 zu
nächst durch den Ringspalt 65 in den Bereich zwischen dem In
nenmantel 62 und den Außenmantel 64. Von hier aus fallen die
partikelförmigen Teilchen 86 aufgrund der Schwerkraft in den
Auffangbehälter 84. Gleichzeitig läuft die wäßrige Calciumchlo
ridlösung in das Reservoir 81 zurück.
Anschließend werden die hergestellten partikelförmigen Teilchen
86 am unteren Ende des Auffangsbehälters 84 über die Rohrlei
tung 94 aus dem Partikelformer 14 abgeführt und dem Absetzbec
ken 16 zugeleitet. Hier findet sodann eine Feststoff-/Flüssig
keitstrennung statt. Daran anschließend können die hergestell
ten partikelförmigen Teilchen 86 mit im Stand der Technik be
kannten Verfahren, wie etwa mit Hilfe eines üblichen Fließbett-
Trockners getrocknet werden.
Das Versprühen der 22 kg Ibuprofen-Sprühflüssigkeit 28 benötig
te bei den zuvor genannten Betriebsparametern 2 bis 3 Stunden.
Der mittlere Durchmesser der versprühten und erstarrten parti
kelförmigen Teilchen 86 betrug 150 µm. Die Ausbeute nach dem
Trocknen lag bei 7,5 kg Masse.
In einem zweiten Test wurden zur Herstellung der Sprühflüssig
keit 10 kg hydriertes Rizinusöl bei 90°C geschmolzen. Anschließend
wurde 1 kg Riboflavin eingerührt, um die Schmelze gelb an
zufärben. Unter ausreichendem Lichtschutz wurden sodann als
Wirkstoff 4 kg Nifedipin homogen eingearbeitet. Anschließend
wurde diese Schmelze in der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus
einer auf ebenfalls 90°C aufgeheizten Sprüheinheit 50 in kaltes
Wasser versprüht. Die Größe des Ringspaltes 65 betrug dabei 0,6 mm.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Sprüheinheit 50 betrug
800 bis 1000 Umdrehungen pro Minute. Die Umdrehungsgeschwindig
keit des Innenmantels 62 lag bei ca. 400 Umdrehungen pro Minu
te. Die Versprühung dieser 15 kg Nifedipin-Sprühflüssigkeit 28
benötigte ca. 1,5 bis 2 Stunden und ergab eine Ausbeute von 15 kg
partikelförmiger Teilchen 86 mit einem mittleren Durchmesser
von 350 bis 400 µm.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Dabei werden, soweit mög
lich, dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 1 bis
3.
Die Vorrichtung 180 gemäß den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich
von der Vorrichtung 10 im wesentlichen durch die im Partikel
former 182 verwendete Sprüheinheit 184. Hierbei handelt es sich
nämlich um eine sogenannte Dreistoff-Ringspaltdüse. Eine derar
tige Düse ist im Stand der Technik an sich bekannt. Sie besitzt
im vorliegenden Fall drei Anschlüsse, über die ihr bis zu drei
verschiedene Medien zum Versprühen zugeführt werden können.
Häufig wird dies dazu genutzt, den Sprühstrahl des eigentlichen
zu versprühenden Mediums, im vorliegenden Fall also der Sprüh
flüssigkeit 28, durch umgebende Gasströme zu formen oder zu
führen. Dementsprechend ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein erster Anschluß der Sprüheinheit 184 über die Rohrleitung
30 mit der Aufbereitungseinheit 12 verbunden. Ein zweiter und
ein dritter Anschluß der Sprüheinheit 184 sind über Leitungen
186, 188 sowie über Sprühluft-Drucksteuer- und Heizeinheiten
190 mit einer Luftzuführung 192 verbunden. Mit einer derartigen
Sprüheinheit lassen sich besonders gut Tröpfchen 66 und damit
partikelförmige Teilchen 86 erzeugen, deren Größenordnung im
Nanobereich liegt. Die Sprüheinheit 184 besitzt einen Sprühwin
kel von 180° und einen Umschlingungswinkel von 360°, d. h. die
Sprühflüssigkeit 28 wird im wesentlichen horizontal und radial
zu allen Seiten der Sprüheinheit 184 versprüht.
Der Ringkörper 60, mit dem die Bewegung des fluiden Mediums 82
in Form eines flächigen Vorhanges oder Films 150 erzeugt wird,
entspricht demjenigen des Partikelformers 14 gemäß Fig. 1 und
2. Dementsprechend ist der Innenmantel 62 des Ringkörpers 60
wiederum über schaufelartige Verbindungsstreben 68 mit einer
Welle 70 verbunden, die über den Antrieb 72 in Richtung des
Pfeils 76 drehbar ist. Das fluide Medium 82 wird hier also wie
derum aufgrund der Zentrifugalkraft an der Innenwand des Innen
mantels 62 nach oben geführt und fließt sodann mit samt der von
ihm aufgenommenen partikelförmigen Teilchen 86 in das Reservoir
81 zurück.
Aufgrund der Tatsache, daß die Sprüheinheit 184 im vorliegenden
Fall zusätzlich zu der Sprühflüssigkeit 28 noch Luft versprüht,
benötigt der Partikelformer 182 eine Entlüftung. Diese ist im
vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Entlüftungsleitung
194 sowie ein Gebläse 196 angedeutet.
Claims (32)
1. Verfahren zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen
(86), die zumindest einen chemischen, biologischen oder
pharmazeutischen Wirkstoff enthalten, mit den Schritten:
- - Versprühen einer den Wirkstoff enthaltenden Sprühflüs sigkeit (28) mit Hilfe einer Sprüheinheit. (50; 184) derart, daß sich Tröpfchen (66) von Sprühflüssigkeit (28) mit dem Wirkstoff bilden,
- - Bereitstellen einer Flugstrecke (F), die von den Tröpfchen (66) durchflögen wird,
- - Auffangen und Abtransportieren der Tröpfchen (66) mit Hilfe eines fluiden Mediums (82), das am Ende der Flugstrecke (F) unter einem Winkel (α) bezogen auf die Flugstrecke (F) bewegt wird, und
- - Verfestigen der Tröpfchen (66) zu den partikelförmigen Teilchen (86) mit Hilfe des fluiden Mediums (82), wobei das fluide Medium (82) an der Innenwand eines Ringkörpers (60) entlang fließt,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
fluide Medium (82) in Form eines flächigen Vorhangs
(150) bewegt wird, in den die versprühten Tröpfchen (66)
eintreten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprüheinheit (50; 184) Tröpfchen (66) von Sprüh
flüssigkeit (28) radial in mehreren Richtungen versprüht
und daß das bewegte fluide Medium (82) die Sprüheinheit
(50; 184) umgibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sprüheinheit (50; 184) beim Versprü
hen der Tröpfchen (66) um ihre Längsachse (58) gedreht
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das fluide Medium (82) im wesentli
chen in vertikaler Richtung bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der genannte Winkel (α) im Bereich zwischen
20° und 160°, vorzugsweise im Bereich zwischen 75°
und 115°, gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Länge der Flugstrecke (F) im Bereich
zwischen 2 cm und 100 cm, vorzugsweise im Bereich zwischen
5 cm und 20 cm, gewählt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine beheizbare Sprüheinheit (50) ver
wendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Temperatur des fluiden Mediums (82
) geregelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß als fluides Medium (82) ein Kühl
mittel verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als fluides Medium (82) eine Kühlflüssigkeit verwen
det wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
als fluides Medium (82) Wasser verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß als fluides Medium (82) ein Reakti
onsmittel, verwendet wird, das die Tröpfchen (66) mit Hil
fe einer chemischen Reaktion verfestigt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tröpfchen (66) mit Hilfe des fluiden Mediums (82)
zu einem Gel verfestigt werden.
15. Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen
(86), die zumindest einen chemischen, biologischen oder
pharmazeutischen Wirkstoff enthalten, mit einer Sprühein
heit (50; 184) zum Versprühen einer den Wirkstoff enthal
tenden Sprühflüssigkeit (28), wobei die Sprüheinheit (50;
184) derart ausgebildet ist, daß sich beim Versprühen
Tröpfchen (66) von Sprühflüssigkeit (28) mit dem Wirkstoff
bilden, mit einer Flugstrecke (F), die von den Tröpfchen
(66) beim Versprühen durchflögen wird, mit einem fluiden
Medium (82), das dazu bestimmt ist, die Tröpfchen
(66) zu den partikelförmigen Teilchen (86) zu verfestigen,
und mit Mitteln (60, 62, 64, 68, 70, 72) zum Bewegen des
fluiden Mediums (82) am Ende der Flugstrecke (F) unter ei
nem Winkel (α) bezogen auf die Flugstrecke (F) derart, daß
die Tröpfchen (66) beim Eintreten in das bewegte fluide
Medium (82) aufgefangen und von diesem abtranspor
tiert werden, wobei die Mittel (60, 62, 64, 68, 70, 72)
zum Bewegen des fluiden Mediums einen Ringkörper (60) auf
weisen, an dessen Innenwand das fluide Medium (82)
entlang fließ, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ringkörper (60) einen Innenmantel (62) und einen konzen
trisch dazu angeordneten Außenmantel (64) aufweist, die
zusammen an ihrem oberen Ende eine spaltförmige Öffnung
(65) bilden, wobei der Innenmantel (62) mit seinem unteren
Ende (80) in ein Reservoir (81) an fluidem Medium (82)
hineinragt und um seine Längsachse (58) drehbar mit einem
Antrieb (52) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sprüheinheit (50; 184) radial verteilte Austrittsöff
nungen (122) aufweist und daß die spaltförmige Öffnung
konzentrisch zu der Sprüheinheit (50; 184) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Sprüheinheit (50; 184) um ihre Längsachse
(58) drehbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (60, 62, 64, 68, 70, 72)
zum Bewegen des fluiden Mediums (82) derart ausgebil
det sind, daß das fluide Medium (82) im wesentlichen
in vertikaler Richtung bewegt wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der genannte Winkel (α) im Bereich
zwischen 20° und 160°, vorzugsweise im Bereich zwischen
75° und 115°, liegt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge der Flugstrecke (F) im Be
reich zwischen 2 cm und 100 cm, vorzugsweise im Bereich
zwischen 5 cm und 20 cm, liegt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sprüheinheit (50) beheizbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Temperaturregelung (90) für
das fluide Medium aufweist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß das fluide Medium (82) ein Kühl
mittel ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
das fluide Medium (82) eine Kühlflüssigkeit ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
das fluide Medium (82) Wasser ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß das fluide Medium (82) ein Reak
tionsmittel ist, das die Tröpfchen (66) mit Hilfe ei
ner chemischen Reaktion verfestigt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß
das fluide Medium (82, 150) ein Reaktionsmittel ist, das
die Tröpfchen (66) zu einem Gel verfestigt.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenwand des Ringkörpers (60) ko
nisch verjüngt ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenmantel (62) an seinem unteren
Ende (80) turbinenartige Schaufeln (68) aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sprüheinheit (50; 184) mehrere
Ringspalten (122) aufweist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sprüheinheit (50) eine Ringspalt-
Zerstäuberscheibe aufweist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sprüheinheit (184) eine Mehrstoff-
Ringspaltdüse aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999123628 DE19923628C2 (de) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1999123628 DE19923628C2 (de) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen |
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DE19923628A1 DE19923628A1 (de) | 2000-11-23 |
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DE1999123628 Expired - Fee Related DE19923628C2 (de) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von partikelförmigen Teilchen |
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- 1999-05-22 DE DE1999123628 patent/DE19923628C2/de not_active Expired - Fee Related
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