DE3204690C2

DE3204690C2 - Trocknungsvorrichtung für pulveriges oder körniges pharmazeutisches Gut

Info

Publication number: DE3204690C2
Application number: DE19823204690
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. 7814 Breisach Naunapper
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3204690A1

Abstract

Es wird eine Trockenvorrichtung für pulveriges oder körniges, pharmazeutisches Gut vorgeschlagen. Diese Trockenvorrichtung weist einen Behälter (1) auf, welcher einen das Trockengut aufnehmenden, vibrierenden Boden (11) enthält. Infolge der Vibrationsbewegung des Bodens (11) wird das Trockengut kontinuierlich von einer Eintrittsöffnung (3) zu einer Austrittsöffnung (5) des Behälters (1) gefördert. Zur Trocknung des Gutes dient ein Hochfrequenzfeld, welches zwischen dem Boden (11) und einer darüber angeordneten Elektrode (14) erzeugt wird. Die Trocknung kann noch dadurch verbessert werden, daß Luft den Behälter (1) und damit auch das Trockengut von unten nach oben durchströmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung für pulveriges oder körniges pharmazeutisches Gut mit einem von erwärmter Luft durchströmten, das Trocknungsgut aufnehmenden Behälter, welcher einen dieses von einer Eintritts- zu einer Austrittsöffnung fördernden, perforierten, vibrierenden Boden enthält

Als Stand der Technik kommt der Gegenstand des DE-GM 72 14 023 in Betracht

Bei der Erzeugung pharmazeutischer Produkte besteht oft die Notwendigkeit, pulverförmiges oder körniges Gut entsprechend zu trocknen. Dabei ist es wichtig, daß das Gut nicht über längere Zeit bei noch verhältnismäßig hoher Feuchtigkeit höheren Temperaturen ausgesetzt ist, da hohe Temperaturen bei gleichzeitiger Anwesenheit von Feuchtigkeit in sehr vielen Fällen zu einer Schädigung des Wirkstoffes führen können. Aus diesem Grunde wird bisher sehr häufig ein Sicherheitszuschlag an Wirkstoff vorgesehen, der natürlich das Präparat unnötig verteuert Weiter ist eine wesentliche Voraussetzung bei der Trocknung von pharmazeutischen Produkten, daß mit einem Behälter gearbeitet wird, der leicht und einwandfrei vereinigt werden kann, um die entsprechenden Vorschriften erfüllen zu können.

Bisher werden zur Trocknung ' pharmazeutischen Gutes im allgemeinen Lufttrockner verwendet, bei denen es sich um ein im wesentlichen rohrförmigen, vertikalen Behälter handelt, welcher das zu trocknende Gut aufnimmt und der vertikal von Warmluft durchströmt ist Dieses Vorgehen hat etliche Nachteile: Zum einen ergeben sich bei einem derartigen Vorgehen, da ja nur mit beschränkter Temperatur gearbeitet werden kann, verhältnismäßig lange Trockenzeiten. Trockenzeiten von ca. 45 Minuten sind dabei keine Ausnahme. Hinzu kommt noch, daß bei den bekannten Lufttrocknern nicht kontinuierlich gearbeitet werden kann, sondem jeweils eine bestimmte Gutmenge nach dem Tiocknen aus dem Behälter ausgetragen und der Behälter neu gefüllt werden muß; hierfür muß ein weiterer Zeitraum von etwa 15 Minuten veranschlagt werden. Wegen der langen Trockenzeiten ist natürlich aus dem ίο Temperatureinwirkung auf das zu trocknende Gut entsprechend intensiv, wobei außerdem die Feuchtigkeit durch den vertikalen Luftstrom über das gesamte, zu trocknende Gut verteilt wird. Entsprechend stark ist dann natürlich auch die Schädigung des Gutes infolge der gleichzeitigen Einwirkung von Feuchtigkeit und hoher Temperatur. Ein weiterer Mangel der bekannten Lufttrockner ist in ihrem geringen Wirkungsgrad und dadurch bedingt hohen Energieaufwand zu sehen. Der Umstand, daß diskontinuierlich gearbeitet werden muß, bringt weiter das Problem mit sich, daß die Produktionsgeschwindigkeit von dem Trockner bestimmt wird. Dessen Kapazität ist im allgemeinen aber wesentlich geringer als die des bzw. der zugehörigen Mischer. Schließlich darf auch nicht unberücksichtigt bleiben, daß in Lufttrocknern sehr häufig ein Staub-Luft-Gemisch einer Konzentration entsteht, die explosiv ist Dies bedingt eine Vielzahl besonderer Sicherheitsmaßnahmen, ganz abgesehen von der trotzdem stets bestehenden Gefahr.

Die vorstehend erwähnten Mangel gelten grundsätzlich auch bei Trocknungsvorrichtungen der eingangs erwähnten Art, wie sie beispielsweise aus dem DE-GM 72 14 023 und der DE-OS 22 16 303 bekannt sind Diese Trocknungsvorrichtungen unterscheiden sich von den vorstehend behandelten Luftrocknern, wie sie bisher in der pharmazeutischen Industrie üblich sind, nur dadurch, daß das Trocknungsgut mittels eines vibrierenden Bodens während der Trocknung gefördert wird, wodurch die Trockenzeiten α U. etwas verkürzt werden können und außerdem die Möglichkeit gegeben ist, kontinuierlich zu arbeiten. Auch bei Verwendung derartiger Trocknungsvorrichtungen ist jedoch nachteilig, daß dem zu trocknenden Gut ein Übermaß an äußerer Wärme vermittelt oder das Gut durch zu hohe Einwir kungsdauer sehr stark beansprucht wird. Auch ist ein Arbeiten mit den bekannten Vorrichtungen häufig apparatebaulich und energetisch gesehen zu aufwendig. Diese Nachteile treffen im übrigen auch für Kontakttrocknungsverfahren, z. B. die weitverbreitete Wirbel- schicht-Trocknung zu. Nachteile der bekannten Vorgehensweisen machen sich vor allem dann stark bemerkbar, wenn keine kontinuierliche Trocknung von Massenströmen erfolgt, sondern chargenweise getrocknet wird. Bei Trocknung von Massenströmen war es im übri gen bisher häufig so, daß nur eine unzureichende Ab- trocknungsrate erreicht wurde, und zwar insbesondere bei Warmluft-Fließbett-Trocknern. Bei Verwendung von Bandförder-Trocknern, wie sie beispielsweise Gegenstand der CH-PS 3 46 161 sind, erhielt man meist keine gleichförmige Durchtrocknung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung speziell für pharmazeutisches Gut zu schaffen, die die vorerwähnten Mängel nicht aufweist, d. h. insbesondere bei geringem Energiever brauch rasch und einwandfrei trocknet, ohne daß mit einer unannehmbaren Schädigung des zu trocknenden Gutes gerechnet werden muß. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

vorgeschlagen, daß über dem Boden eine Elektrode angeordnet und zwischen dem Boden und der Elektrode Li'n Hochfrequenzfeld erzeugbar ist

Die Trocknungsvocrichtung nach der Erfindung zeichnet sich also gegenüber den bekannten Vorrichtungen durch drei Elemente aus, nämlich einerseits eine Fließbett-Förderung mittels vibrierenden Bodens, andererseits einen entsprechenden Luftdurchsatz zum Abtransport der Feuchtigkeit und schließlich eine Hochfc £- quenzbehandlung durch das zwischen Elektrode und dem vibrierenden Boden aufgebaute Feld.

Gerade darch die erfindungsgemäße Kombination von Wannlufttrocknung mit Hochfrequenztrocknung in einer Fließbettanlage ergeben sich unerwartete Effekte, die vor allem bei der Trocknung pharmazeutischer Produkte äußerst günstig sind. Durch die Kombination von Hochfrequenztrocknung und Warmlufttrocknung werden einerseits sehr hohe Wirkungsgrade von ca. 70% erreicht, wodurch der Energieaufwand gegenüber dem Stand der Technik überraschenderweise auf etwa ein Viertel herabgesetzt werden kann. Ein weiterer Vorzug bei der Verwendung von Hochfrequenzstrahlung, der sich gerade bei pharmazeutischen Produkten günstig auswirkt, ist der, daß etwa vorhandene Mikroorganismen abgetötet werden. Weiterhin hat sich in Versuchen gezeigt, daß trotz Verminderung des Energieaufwandes gleichzeitig die Trockenzeit erheblich vermindert werden kann, was einerseits eine ganz beachtliche Leistungssteigerung der Trocknungsvorrichtung möglich macht, zum anderen die Gefahr einer Schädigung des Trocknungsgutes wesentlich herabsetzt Dies ist vermin lieh darauf zurückzuführen, daß der Luftstrom den im Hochfrequenzfeld entstehenden Wasserdampf rasch aufnimmt und aus dem Granulat herausführt Demgegenüber entweicht bei dem bisher üblichen Vorgehen der im Produkt entstehende Wasserdampf durch Diffusionsvorgänge an die Umgebung. Die Verdampfung erfolgt dabei mit einer geringen Diffusionsgeschwindigkeit, so daß a U. der entweichende Dampf sogar am Produkt mehrfach kondensiert, was bei den meisten pharmazeutischen Wirkstoffen äußerst gefährlich ist, da diese ein thermolabiles Verhalten aufweisen. Bei diesen tritt nämlich bei einer bestimmten Temperatur und gleichzeitiger Anwesenheit von Wasser bzw. Wasserdampf Hydrolyse auf, die zu einer Beeinträchtigung der Wirksamkeit der pharmazeutischen Substanzen führen kann. Wendet man dagegen die Kombination zweier Energiequellen gem. der Erfindung an, so wird erreicht, daß der entstehende Dampf sehr rasch abgeführt wird und daneben das zu trocknende Produkt auch im Inneren nicht die vergleichsweise hohe Verdampfungstemperatur des Wassers erreicht Die erfindungsgemäße Kombination zweier Energiequellen wirkt sich überraschenderweise so aus, daß die Temperatur des zu trocknenden Produkts bei Durchleitung von auf 65° C erwärmter Luft weit unterhalb der Lufttemperatur und der Siedetemperatur des Wassers liegt und im allgemeinen 40⁰C nicht übersteigt Bei einer derartigen Temperatur ist üblicherweise nicht mit einer Schädigung der pharmazeutischen Substanzen zu rechnen. Auch die Verwendung des vibrierenden Bodens trägt zu einer raschen Trocknung unter gleichzeitiger Schonung der Substanzen bei, da das bereits getrocknete Gut auf diese Art rasch von dem noch stark feuchten Gut getrennt und somit die Gefahr einer Feuchtigkeitseinwirkung und folgenden Qualitätsminderung der Trocknungssubstanz weiter verringert wird. Eine vergleichsweise hohe Feuchtigkeit ist bei Vorgehen gem. der Er findung nur während verhältnismäßig kurzer Zeit in dem Trocknungsgut vorbanden. Es ist ohne weiteres möglich, diesen Zeitraum auf etwa 60 Sea zu beschränken. Schließlich ist bei Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung die Möglichkeit gegeben, mit einer im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich verminderten Luftmenge (etwa 10 bis 20%) der bisher üblichen Luftmenge im Warmluftstrom zu arbeiten, wodurch sich einerseits eine weitere Verminderung der erforderliehen Energie ergibt Daneben besteht im Vergleich zum Stand der Technik in geringerem Maße die Gefahr, daß das Gut durch den Luftstrom mitgezogen wird, was einerseits bisher zu Verlusten an der Wirksubstanz, andererseits zu einer Umweltbeeinträchtigung führen kann. Besonders wesentlich ist jedoch, daß infolge des Einsatzes derart geringer Luftmengen kein explosives Gemisch in der Trocknungsvorrichtung entstehen kann, so daß es möglich ist, auf aufwendige Sicherheitsmaßnahmen zu verzichten.

Aus der bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung F 14 420IV a/53 k ist zwar bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Paniermehl bekannt, die zum einen auf das zu trocknende Material mittels einer Wärmestrahlung einwirkt und zum anderen das Material der Einwirkung eines Hochfrequenz-Kondensatorfeldes aussetzt Auch diese Druckschrift zeigt jedoch noch nicht die Möglichkeit der Kombination einer Hochfrequenztrocknung mit einer Warmlufttrocknung. Darüberhinaus ist aber auch die Trocknung von Brot, um die es in der erwähnten Druckschrift geht, nicht mit der Behandlung von pharmazeutischen Produkten zu vergleichen. Offensichtlich wird bei der bekannten Einrichtung die Kombination von Hochfrequenz- und Wärmeeinwirkung verwendet, um das Brot zu rösten. Wenn, wie nach der Erfindung weiter vorgesehen, der Boden und ggf. der Behälter aus einem Material mit glatter, geschlossener Oberfläche, vorzugsweise Edelstahl, bestehen, erhält man eine Vorrichtung, die sich sehr leicht beispielsweise unter fließendem Wasser, reinigen läßt Eine derartige Vorrichtung ist für den Einsatz in der pharmazeutischen Industrie besonders geeignet Besonders günstig ist es, wenn die Luft-Strömungs-Menge an der Lufteintritts- und Luftaustrittsseite getrennt einstellbar ist, was vorteilhafterweise derart erreicht wird, daß jeweils an der Lufteintrittsseite (Druck seite) und der Luftaustrittsseite (Saugseite) ein bezüglich der Fördermenge einstellbarer Ventilator vorgesehen ist Durch die getrennte Regelbarkeit der Luftmenge an der Druck- und Saugseite ist auch die Möglichkeit gegeben, in dem Behälter bestimmte Druckver hältnisse, beispielsweise einen Überdruck, einzustellen.

Wenn schließlich die Lufteintritts- und/oder Luftaustrittsöffnung näher bei der Trocknungsgut-Eintrittsöffnung, vorzugsweise am Rand des an die Trocknungsgut-Eintrittsöffnung des Behälters anschließenden Be hälter-Drittels, angeordnet sind, ergibt sich eine besonders günstige Luftführung, nämlich derart, daß die ggf. erwärmte, zum Trocknen dienende Luft vor allem in dem Bereich das Trocknungsgut durchströmt, in welchem dieses noch verhältnismäßig viel Feuchtigkeit ent hält, so daß auf diese Weise die Feuchtigkeit rasch abgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erörtert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, leicht schematisiert, einer Trocknungsvorrichtung nach der Erfindung und

F i g. 2 eine Stirnansicht der Trocknungsvorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Trocknungsvorrichtung umfaßt einen Behälter 1, beispielsweise aus Edelstahl, welcher an seiner in F i g. 1 linken Stirnseite mit einer Beschickungs- bzw. Eintrittsöffnung 2 für das zu trocknende Gut versehen ist Zu diesem Zweck kann ein in F i g. 2 nicht dargestelltes, trichterartiges Leitblech 3 dienen.

An der in F i g. 1 rechten Stirnseite 4 des Behälters 1 ist eine Austrittsöffnung 5 für das Gut vorgesehen, die von einem Blech 6 abgedeckt ist.

Der untere Teil 7 des Behälters 1 ist, wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, bei dem Ausführungsbeispiel etwa quaderförmig ausgebildet Das Behälter-Unterteil 7 ist oberseitig von einer Haube 8 abgedeckt, die sich zur Mitte und nach links in F i g. 1 zu konisch verjüngt und in ihrem höchsten Bereich 9 einen Stutzen 10 zum Anschluß einer Luft-Saugleitung trägt

In dem Behälter 1 bzw. dessen Unterteil 7 ist etwa im unteren Drittel ein Boden 11 befestigt, der, wie F i g. 2 erkennen läßt, wannenartig schräg nach außen ansteigende Randabschnitte 12 aufweist Der Boden 11 ist an einem Luft-Führungsblech 13, welches ebenfalls in etwa wannenartig ausgebildet ist, befestigt.

In Abstand oberhalb des Bodens 11, der, um ein Durchströmen von Luft zu ermöglichen, als Schlitz-oder Lochboden ausgebildet ist, ist eine Elektrode 14 angeordnet, die über eine — nicht näher dargestellte -Durchführung 15 durch die Seitenwand des Behälters 1 mit einem Hochfrequenz-Generator verbunden ist, wodurch die Möglichkeit geboten wird, zwischen dem Boden 1 i und der Elektrode 14 ein Hochfrequenzfeld zu erzeugen.

Die Elektrode 14 ist über isolierende, nur schematisch angedeutete Halter 16 an der Haube 8 des Behälters 1 befestigt, wobei die Halter 16 jeweils an ihrem oberen Ende einen Verstelltrieb 17 besitzen, mittels dessen der Abstand der Elektrode 14 von dem Boden 11 zur Anpassung an das jeweilige Trockengut verändert werden kann.

Unterhalb des Anschluß-Stutzens 10 mündet in das Behälter-Unterteil 7 im Bereich des Unterteil-Bodens 18 eine Luft-Zufuhrleitung 19, durch die unter geringfügigem Überdruck stehende, erwärmte Luft in das Innere des Behälters 1 geleitet wird. Die Luft durchströmt dann etwa im vorderen (d. h. in F i g. 1 linken) Drittel das zu trocknende, auf dem Schlitz- bzw. Lochboden 11 liegende Gut und wird durch den Anschluß-Stutzen 10 abgesaugt Zur entsprechenden Einstellung der den Behälter 1 durchströmenden Luftmenge wird zweckmäßig sowohl in der Druckleitung 19 als auch in der an den Anschluß-Stutzen 10 anschließenden Saugleitung jeweils ein eigener Ventilator vorgesehen, wobei die beiden Ventilatoren getrennt regelbar sind.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist der Boden 11 fest mit dem Behälter 1 verbunden. Behälter 1, Boden 11 und Elektrode 14 sowie sämtliche weiteren Teile im Inneren des Behälters bestehen aus einem Material mit glatter, geschlossener Oberfläche, vorzugsweise Edelstahl.

Um eine Rüttel- bzw. Vibrationsbewegung des Bodens 11 zu erzeugen, ist es wegen dessen fester Verbindung mit dem Behälter 1 erforderlich, den Behälter 1 insgesamt in eine entsprechende Schwingungsbewegung zu versetzen.

Hierzu dient bei der Trocknungsvorrichtung gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Vibrationsantrieb 20, der z. B. über den Motor 21 angetrieben ist Dieser Vibrationsantrieb 20 setzt einen Gegenschwingrahmen 22 in Bewegung, welcher über Federelemente 23 auf einem Gestell 24 abgestützt ist

Der Gegenschwingrahmen 22 seinerseits trägt über

Federn 25 und mit ihrem einen Ende am Behälter 1, mit ihrem anderen Ende am Gegenschwingrahmen 22 angelenkte Lenker 26 den Behälter 1.

Wird nun über den Vibrationsantrieb 20 der Gegenschwingrahmen 22 in Schwingungsbewegung versetzt so hat dies zur Folge, daß sich diese Bewegung über die Federn 25 und die Lenker 26 auch auf den am Gegenschwingrahmen 22 abgestützten Behälter 1 und somit auch auf den das Trocknungsgut aufnehmenden Boden 11 überträgt

Bei Verwendung der Trocknungsvorrichtung nach der Erfindung wird, während sich der Behälter 1 und damit der Boden 11 in Schwingbewegung befinden, Trocknungsgut über die trichterförmige Eintrittsöffnung 3 auf das in Fig. 1 linke Ende des Bodens 11 aufgebracht. Infolge der Rüttelbewegung des Bodens 11 bewegt sich dann das zu trocknende Gut in Richtung des Pfeiles 27, d. h. nach rechts in F i g. 1.

Das zwischen der Elektrode 14 und dem Boden 11 bestehende Hochfrequenzfeld führt nun zu einer raschen Trocknung des sich entlang des Bodens 11 in Pfeilrichtung 27 bewegenden Gutes. In dem linken Drittel gemäß F i g. 1 erfolgt dabei eine rasche Abführung der Feuchtigkeit aus dem Trocknungsgut durch die aus der Druckleitung 19 kommende und zu dem Abschluß-Stutzen 10 der Saugleitung strömende, ggf. erwärmte Luft.

Sobald da? Trocknungsgut sich über die gesamte Länge des Bodens 11 bewegt hat, verläßt es an dem hinteren, in F i g. 1 rechten, Stirnende 4 über die Austrittsöffnung 5 und eine dort eventuell vorhandene Rutsche die Trocknungsvorrichtung. Es kann also mit der Trocknungsvorrichtung nach der Erfindung ohne weiteres kontinuierlich gearbeitet werden.

Abhängig von dem jeweils zu behandelnden Trocknungsgut wird über die Verstelltriebe 17 der Abstand zwischen Elektrode 14 und Boden 11 eingestellt Außerdem wird die Menge der durchströmenden Luft sowie deren Eintritts- und Austrittsgeschwindigkeit in geeigneter Weise gewählt, damit nach Möglichkeit die Druckverhältnisse im Behälter 1 derart sind, daß unmittelbar oberhalb des Bodens 11 ein geringfügiger Oberdruck herrscht, welcher verhindert, daß Trocknungsgut durch die Schlitze oder Löcher des Bodens 11, die ja erforderlich sind, um ein Hindurchtreten von Luft zu ermöglichen, fällt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trocknungsvorrichtung für pulveriges oder körniges pharmazeutisches Gut mit einem von erwärmter Luft durchströmten, das Trocknungsgut aufnehmenden Behälter, welcher einen dieses von einer Eintritts- zu einer Austrittsöffnung fördernden, perforierten, vibrierenden Boden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Boden (11) eine Elektrode (14) angeordnet und zwischen dem Boden (11) und der Elektrode (14) ein Hoclifrequenzfeld erzeugbar ist

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) und gegebenenfalls der Behälter (1) aus einem Material mit glatter, geschlossener Oberfläche, vorzugsweise Edelstahl, bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Strömungsmenge an der Lufteintritts- und Luftaustrittsseite (19, 10) getrennt einstellbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an der Lufteintrittsseite (19) (Druckseite) und der Luftaustrittsseite (10) (Saugseite) ein bezüglich der Fördermenge einstellbarer Ventilator vorgesehen ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Lufteintritts- (19) und Luftaustrittsöffnung (10) am Rand des an die Trocknungsgut-Eintrittsöffnung (3) des Behälters (1) anschließenden Behälter-Drittels vorgesehen sind.