DE3609133A1 - Vorrichtung zum pelletieren od. dgl. behandeln von teilchen sowie damit durchfuehrbares verfahren - Google Patents
Vorrichtung zum pelletieren od. dgl. behandeln von teilchen sowie damit durchfuehrbares verfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pelletieren od.
dgl. Behandeln von Teilchen, insbesondere für pharmazeutische
od. dgl. Produkte, mit einem Wirbelschichtbehälter, indem
wenigstens ein von unten nach oben gerichteter Gasstrom mit zu
behandelndem Gut hochgeführt werden und wobei in dem Wirbel
schichtbehälter gegebenenfalls weitere Behandlungseinrichtungen
vorgesehen sind.
Bei üblichen Pelletierverfahren wird eine pulverige Masse in
einem Mischer angeteigt und diese angeteigte Masse wird dann
in einem Extrudor geformt. Die extrudierte Masse wird an
schließend in einer Trommel oder auf einem sich drehenden
Pelletierteller zu Pellets, d. h. etwa kugelförmigen Stückchen
geformt. Die noch feuchten Pellets werden dann in einem weiteren
Arbeitsgang z.B. mittels eines Wirbelschichtverfahrens getrocknet.
Insgesamt ist ein solches Pelletierverfahren noch vergleichs
weise umständlich und erfordert einen erheblichen aparativen
Aufwand, wobei insbesondere das notwendige Umsetzen von einer
Bearbeitungsstation zu der Nächsten (z.B. Mischer-Extrudor-
Pelletierteller) nachteilig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art das Herstellen von Pellets bzw. das
Behandeln von Teilchen zu vereinfachen sowie den dazu notwendigen,
aparativen Aufwand zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere
vorgeschlagen, daß sich im oberen Bereich des Wirbelschichtbe
hälters eine Rotorscheibe befindet.
Diese Rotorscheibe dient als Umlenkscheibe für die Teilchen,
wobei diese durch den nach oben gerichteten Gasstrom gegen
die Unterseite der Rotorscheibe geschleudert werden. Flieh
kraftunterstützt gelangen dann die Partikel nach außen und
werden bedarfsweise wiederum der Wirbelschicht zugeführt.
Die Rotorscheibe hat somit u.a. die Funktion eines Pelletier
tellers. Da die Teilchen beim Auftreffen auf die Unterseite
der Rotorscheibe noch vergleichsweise plastisch sind, können
sie dort gut verrundet werden.
Zweckmäßigerweise ist im Wirbelschichtbehälter unterhalb der
Rotorscheibe wenigstens ein Steigrohr für den Gasstrom und Be
handlungsgut vorgesehen, wobei das Steigrohr zweckmäßigerweise
höhenverstellbar ist. Dadurch ist eine Strömungsführung ge
bildet, durch die sich im Bereich des Steigrohres eine stärkere
Gasströmung ausbildet, so daß die Zuführung des Behandlungsgutes etwa
zur Mitte der Rotorscheibe erfolgt und wodurch auch eine umwälzende Wirbel
schicht erreicht wird. Durch die Höhenverstellbarkeit ist eine gute An
passung einerseits an die Strömungsverhältnisse und andererseits auch an
das jeweilige Behandlungsgut möglich.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Länge des oder der Steigrohre veränderbar ist und daß der Steigrohr
abschnitt vorzugsweise als Befilmungsabschnitt dient. Auch dadurch ist ein An
passen an das jeweilige Behandlungsgut bzw. an das sich während der Behandlung
ändernde Gut möglich. Insbesondere kann dadurch, vor allem in Verbindung mit
der Höhenverstellbarkeit, sowohl der Abstand zum Siebboden als auch zur Rotor
scheibe verändert werden. Es ist dadurch eine Anpassung an unterschiedliche
Partikelgröße, an unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten
und an unterschiedliche Sprühmedien möglich.
Zweckmäßigerweise ist jedem Steigrohr wenigstens eine, insbe
sondere koaxiale und vorzugsweise höhenverstellbare Sprühdüse
zugeordnet. Durch die höhenverstellbare Sprühdüse ist eine
Einstellung auf unterschiedliche Produktdichten möglich, so
daß insbesondere die Düse so eingestellt werden kann, daß
sie im Bereich der größten Materialdichte einsprüht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die dem Behand
lungsraum zugewandte Führungsseite der Rotorscheibe vorzugs
weise etwa radial sich erstreckende Mitnehmer auf. Einerseits
kann dadurch erreicht werden, daß Verklumpungen beseitigt
werden und außerdem erreicht man dadurch auch ein verstärktes
Mitnehmen in Drehrichtung. Dadurch ist auch ein Ausrunden der
Pellets od. dgl. begünstigt.
Zweckmäßigerweise weist ein den Behandlungsraum unterseitig
begrenzender Lochboden in ihrem Querschnitt veränderbare Durch
trittsöffnungen auf. Dadurch sind Gasgeschwindigkeits- und
Mengenänderungen auch während des Prozesses möglich, so daß
die Gasgeschwindigkeit an die zunehmend größer werdenden
Pellets angepaßt werden kann.
Vorteilhafterweise ist die die Rotorscheibe umgrenzende Ring
spalt-Fläche größer als die Querschnittsfläche des Gasstrom
zutrittes unterhalb des Behandlungsraumes, wobei die Ringspalt-
Fläche vorzugsweise um wenigstens das 1,1-fache größer ist.
Durch diese Querschnittsverhältnisse wird im wesentlichen eine
Zunahme der Gasdurchtrittsgeschwindigkeit im Bereich der Ring
spalt-Fläche vermieden, so daß auch Feinpartikel weitgehend
innerhalb des Behandlungsraumes bleiben.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Pelletieren oder
dgl. Behandeln von Teilchen, insbesondere für pharmazeutische
od. dgl. Produkte in einem Wirbelschichtverfahren, bei dem
wenigstens ein von unten nach oben gerichteter Gasstrom zu be
handelnde Teilchen hochführt, wobei gegebenenfalls weitere Be
handlungsvorgänge stattfinden. Dieses Verfahren ist insbesondere
dadurch gekennzeichnet, daß die noch plastischen Teilchen durch
den nach oben gerichteten Gasstrom in der Gegend seines oberen
Endes gegen eine rotierende Scheibe geführt werden.
Wie bereits in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vor
richtung vorbeschrieben, kann dadurch gleichzeitig bei der
Wirbelschichtbehandlung, wo ein Besprühen, Beschichten,
trocknen od. dgl. Behandlung durchgeführt werden kann, gleich
zeitig auch das Pelletieren und Verdichten vorgenommen werden.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransprüchen aufgeführt.
Nachstehend ist die Erfindung in Ausführungsbeispiele in den
Zeichnungen noch näher beschrieben. Es zeigen zum Teil etwas
schematisiert:
Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer Wirbelschichtaparatur,
Fig. 2 und Fig. 3 Unterseitenansichten einer Rotorscheibe mit unter
schiedlich ausgebildeten Mitnehmern,
Fig. 4 und Fig. 5 Querschnittansichten unterschiedlich geformter Rotor
scheiben,
Fig. 6 eine Aufsicht eines Lochbodens mit angedeuteter Behälter
außenwand sowie einem Steigrohr,
Fig. 7 eine etwa Fig. 6 entsprechende Ansicht, hier jedoch
mit im Bereich des Steigrohres reduziertem Durchtritts
querschnitt.
Fig. 8 eine etwa Fig. 1 entsprechende Ansicht, hier jedoch mit
konisch sich nach oben erweiterndem Gehäuse und
Fig. 9 eine Gesamtansicht einer Wirbelschichtapparatur.
Eine in Fig. 1 gezeigte Wirbelschichtapparatur dient als Vor
richtung 1 insbesondere zum Pelletieren od. dgl. Behandeln von
fluidisierbaren Teilchen. Die Vorrichtung weist ein äußeres
Gehäuse 2 auf, daß in einem mittleren Bereich einen Wirbel
schichtbehälter 3 bildet. Unterseitig ist dieser durch einen
Lochboden 4 begrenzt, durch den Gas, z.B. Luft oder Stickstoff
entsprechend den Pfeilen PF 1 (Fig. 1) zugeführt wird. Inner
halb des Wirbelschichtbehälters 3 erfolgt eine Umförderung des
Behandlungsgutes durch das zugeführte Gas etwa entsprechend den
Pfeilen PF 2.
In dem Wirbelschichtbehälter 3 befindet sich noch ein Steig
rohr 5, daß etwa konzentrisch zum Gehäuse 2 sowie mit Abstand
vom Lochboden 4 angeordnet ist. Ein solches Steigrohr 5 be
günstigt die Ausbildung einer umwälzenden Wirbelschicht gemäß
den Pfeilen PF 2. Diesem Steigrohr 5 ist eine zentral beim Loch
boden 4 angeordnete Sprühdüse 6 zugeordnet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß im oberen Bereich des
Wirbelschichtbehälters 3 eine Rotorscheibe 7 angeordnet ist.
Außer den üblichen Beschichtungs- und Trocknungsprozessen be
steht dadurch die Möglichkeit, gleichzeitig auch mit dieser
Apparatur zu Pelletieren und Verdichten.
Zunächst wird dabei fluidisierbares Ausgangsmaterial mit einer
Teilchengröße von etwa 0,001 mm bis 3 mm vorgelegt, d.h. in den
Wirbelschichtbehälter 3 eingebracht. Durch den Gasstrom (PF 2)
wird das Ausgangsmaterial im Steigrohr 5 hochgerissen und
kommt dabei in Kontakt mit dem aus der Sprühdüse 6 austretenden
Sprühnebel, der Feststoff-Anteile und Binder enthält. Die etwas
plastischen Teilchen werden dann am oberen Bereich der Wirbel
schicht gegen die sich drehende Rotorscheibe 7 geführt, an deren
Unterseite 8 sie dann etwa radial nach außen abgeleitet und wieder
dem unteren Eintrittsbereich beim Steigrohr 5 zugeführt werden.
Man erhält dadurch eine Behandlung, die etwa der mit einer
Pelletierscheibe entspricht. Besonders vorteilhaft ist hierbei,
daß neben dem Pelletieren gleichzeitig auch noch weitere Bear
beitungsvorgänge, insbesondere ein Beschichten,Verdichten und schließlich
ein Trocknungsvorgang durchgeführt werden können. Da die Teilchen
beim Auftreffen auf die Rotorscheibe 7 noch vergleichweise plas
tisch sind, können sie dort gut verrundet werden. Der Vor
gang kann sich dann mehrfach wiederholen, wobei eine Ver
größerung der Teilchen auf das 2 bis 4-fache erfolgen kann.
Zur Anpassung an diese unterschiedliche, im Laufe des Pro
zesses zunehmende Größe der zu behandelnden Teilchen sind
das Steigrohr 5, die Rotorscheibe 7 und die Sprühdüse 6
einzeln oder auch gemeinsam, vorzugsweise unabhängig von
einander höhenverstellbar. Dies ist in Fig. 1 durch die
halbseitig unterschiedlich gezeigte Lage der vorerwähnten
Teile verdeutlicht. Die Höhenverstellbarkeit des Steig
rohres 5 dient insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche
Partikelgrößen, an unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten
und an unterschiedliche Sprühmedien. Durch die Verstellbarkeit
der Sprühdüse kann ein Einstellen auf unterschiedliche Pro
duktdichten erfolgen, wobei vorteilhafterweise die Sprühdüse
6 auf den Bereich des Behandlungsgutes eingestellt wird, wo die größte
Partikeldichte herrscht. Die Verstellung erfolgt im Verlauf des Prozesses
für eine Charge. Durch das Verstellen des Steigrohres 5 in seiner Höhenlage
wird dessen Abstand zum Lochboden 4 vergrößert, so daß ent
sprechende Platzverhältnisse beim Steigrohr-Eintritt gebildet
werden können. Entsprechend kann auch durch das Verstellen der
Rotorscheibe 7 eine Anpassung des Abstandes zum oberen Ende des
Steigrohres 5 geschaffen werden. Weiterhin besteht die Möglich
keit, daß das Steigrohr 5 teleskopartig in seiner Länge ver
änderbar ist. Auch dies kann in Kombination mit der vorerwähnten
Höhenverstellbarkeit der anderen Einrichtungen erfolgen. Durch
Verlängern des Steigrohres 5 kann insbesondere verhindert werden,
daß bei zunehmendem Produktvolumen mit entsprechender Zunahme
der Produkthöhe Teilchen im Inneren des Steigrohres 5 zurück
fallen.
Zum Verstellen des Steigrohres 5 und/oder der Rotorscheibe 7
und/oder der Sprühdüse 6 kann eine vorzugsweise mit einem Prozeß
rechner ausgestattete Einrichtung vorgesehen sein. Mittels dieser
Einrichtung kann dann eine produkt- bzw. behandlungsabhängige
Steuerung auch während des Behandlungsprozesses vorgenommen
werden.Die Rotorscheibe 7 kann auch in ihrer Drehzahl verändert
werden. Der Steigrohrabschnitt dient insbesondere auch als Befilmungsabschnitt.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen
von Rotorscheiben 7. Fig. 2 und 3 zeigen die Unterseite 8
der Rotorscheibe 7 und man erkennt dort sich etwa radial ge
rade (Fig. 2) oder gekrümmt (Fig. 3) erstreckende Mitnehmer 9.
Dadurch wird das Behandlungsgut beim Auftreffen auf die Rotor
scheibe 7 besser in Rotationsrichtung mitgenommen, so daß da
durch auch die fliehkraftbedingte Radialbewegung nach außen
unterstützt wird. Dies ist für den Pelletiervorgang bzw.
Verdichtungsvorgang vorteilhaft.
Die Rotorscheibe 7 kann in einer einfachen Ausführungsform
als ebene Scheibe ausgebildet sein. Die Fig. 1 sowie 4 und 5
zeigen demgegenüber abgewandelte Formen von Rotorscheiben 7,
die hier glockenartig (Fig. 1 und 4) oder sich konisch nach
oben verjüngend (Fig. 5) ausgebildet sind. Durch diese Form
gebung mit gekrümmter oder schräger Führungsunterseite 8 er
reicht man eine günstigere Umlenkung des Luftstromes mit dem
dadurch umgeförderten Behandlungsgut.
Die die Rotorscheibe 7 umgrenzende Ringspaltfläche 10 zwischen
dem Außenrand der Rotorscheibe 7 und der Gehäusewand 11 ist
zweckmäßigerweise größer als die Querschnittsfläche des Gas
zutrittes beim Lochboden 4. Die Querschnittsfläche des Gaszu
trittes ist dabei durch die Summe der Durchtrittsöffnungen im
Lochboden 4 gebildet. Dadurch wird verhindert, daß durch Er
höhung der Luftgeschwindigkeit im Bereich der Ringspalt-Fläche
10 Feinpartikel aus dem Wirbelschichtbereich nach außen in das
darüber angedeutete Filter 12 gezogen werden. Als zweckmäßig
hat sich gezeigt, wenn die Ringspalt-Fläche 10 um wenigstens das
1,1-fache größer ist, als der Gasstomzutritt.
Erwähnt sei noch, daß anstatt eines einzigen Steigrohres 5
auch mehrere innerhalb eines Wirbelschichtbehälters 3 vorge
sehen sein können.Es können auch mehrere Rotorscheiben und
auch mehrere Sprühdüsen 6 vorgesehen sein, wobei
die Sprühdüse 6 auch als Mehrkopfdüse ausgebildet sein kann,
wenn die Gesamtmenge der eingesprühten Flüssigkeit entsprechend
vergrößert werden soll, ohne daß die Größe der Einzeltröpfchen
größer wird.
Innerhalb des Steigrohres 5 können noch Leitflächen 13 zur
Strömungsumlenkung angeordnet sein. Diese Leitflächen sorgen
für eine gewisse Massenverdichtung der zu besprühenden Partikel
im Besprühbereich und zum besseren Erreichen der Partikel mit
dem Sprühmedium.
Fig. 6 zeigt in Aufsicht einen Lochboden 4 mit im Schnitt an
gedeuteter Gehäusewand 11 sowie einem Steigrohr 5. Zentral
erkennt man dabei die Öffnung 14 für die Sprühdüse 6. Gut zu
erkennen ist auch, daß der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen
15 über die radiale Erstreckung des Lochbodens 4 unterschiedlich
ist. Dabei weisen die Durchtrittsöffnungen 15 a außerhalb der
Projektionsfläche des Steigrohres 5 einen kleineren Durchmesser auf,
als die innerhalb des Steigrohres 5 liegenden Durchtritts
öffnungen 15 b. Durch diese unterschiedlichen Durchtrittsquer
schnitten wird die Ausbildung eines umwälzenden Wirbelbettes be
günstigt. Um nun im äußeren Eckbereich zwischen der Gehäusewand 11
und dem Lochboden 4 gewissermaßen ein "Totgebiet" zu vermeiden,
sind hier unmittelbar benachbart zur Behälterwand 11 Durchtritts
öffnungen 15 c mit gegenüber den Durchtrittsöffnungen 15 a ver
größertem Durchtrittsquerschnitt vorgesehen. Diese Ausbildung
begünstigt auch ein Rückführen des Behandlungsgutes zum Zentrum
hin, wo es durch den zentralen Hauptgasstrom wieder erfaßt und
nach oben transportiert wird. Anstatt Durchtrittsöffnungen mit
unterschiedlichen Durchmessern in den verschiedenen Radialbereichen vor
zusehen, kann ein vergleichbarer Effekt auch durch unterschiedliche Anzahl
von ggf. gleichen Löchern erzielt werden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.
Der den Behandlungsraum unterseitig begrenzende Lochboden 4 kann in seinem
Durchtrittsquerschnitt verändert werden, wie dies in Fig. 7 angedeutet ist.
lm Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß dabei nur der Durchtrittsquer
schnitt innerhalb der Projetionsfläche des Steigrohres 5 verändert wird,
jedoch besteht auch die Möglichkeit über die Gesamtfläche des Lochbodens 4
den Durchtrittsquerschnitt zu verändern. Bevorzugt kann dies erfolgen, indem
der Lochboden wenigstens zwei vorzugsweise mit gleichen und in Deckung zu
einander bringbaren Durchtrittsöffnungen 15 versehene, relativ zueinander
verstellbare, insbesondere verdrehbare Lochscheiben aufweist. Diese beiden
Lochscheiben sind in Fig. 7 etwas zueinander verdreht, wobei in der darge
stellten Stellung etwa der halbe Durchtrittsquerschnitt noch vorhanden ist.
Erwähnt sei noch, daß vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Lochbodens ein hier
nicht dargestelltes Feinsieb angeordnet sein kann, durch das
verhindert wird, daß kleine Partikel durch die Durchtritts
öffnungen 15 des Lochbodens 4 hindurchfallen. Durch die Möglichkeit
der Veränderung der Durchtrittsöffnungen 15 im Lochboden 4 sind Luftgeschwindig
keitsänderungen auch während des Behandlungsprozesses möglich, so
daß an die während der Behandlung größer werdenden Pellets eine
dementsprechende Anpassung möglich ist. Dabei wird in der Regel
mit größer werdenden Pellets auch die Gasgeschwindigkeit erhöht.
Das oberhalb der Rotorscheibe 7 angedeutete Filter 12 ist vor
zugsweise als doppelkammeriger Rückhaltefilter ausgebildet. Da
durch können Halterungen, Antriebe, Steuereinrichtungen und dgl.
für die Rotorscheibe 7 gut untergebracht werden.
Das Gehäuse 2 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 im Bereich
des Wirbelschicht-Behandlungsraumes zylindrisch ausgebildet und
weist eine sich konisch erweiternde obere Fortsetzung auf. Neben
dieser gezeigten Ausführungsform kann der Behälter, ausgehend etwa von
dem Lochboden 4, sich durchgehend erweiternd aus
gebildet sein. Die sich erweiternde Formgebung dient dazu, daß in
Strömungsrichtung eine Entspannung stattfindet.
Als Sprühdüse 6 kann auch eine sogenannte Mehrstoffdüse vorgesehen
sein, mittels der außer der flüssigen Komponente auch eine gas
förmige der Wirbelschicht zugeführt werden kann. Mit Hilfe des
Gases kann eine Beschleunigung der bei der Flüssigkeitsdüse aus
tretenden Flüssigkeit erreicht werden. Der Gasstrom tritt dabei
vorzugsweise ringförmig und etwa konzentrisch um die Flüssigkeits
düse aus. Der Gasstrom sorgt dann für eine Beschleunigung, feinere
Dispersion, Richtungsgebung und Zonenbildung bei den Flüssigkeits
tröpfchen.
Die Sprühdüse 6 kann auch beheizbar sein, um ein Erstarren von
Sprühmittel zu verhindern.
In Fig. 8 ist als Sprühdüse 6 eine Mehrkopfdüse mit mehreren
Düsenaustritten vorgesehen. Eine solche Mehrkopfdüse wird ins
besondere dann eingesetzt, wenn eine erhöhte Menge von Sprüh
mittel ausgegeben werden soll, wobei aber eine sehr feine Sprüh
nebelverteilung erwünscht ist. Würde man in solchen Fällen nur
mit Einfachdüsen arbeiten, ergäbe sich in unerwünschter Weise
eine vergleichsweise große Tröpfchengröße innerhalb des Sprüh
nebels. Die Mehrkopfdüse bringt somit trotz großer Austritts
menge eine sehr feine Verteilung. Insbesondere werden solche
Mehrkopfsprühdüsen bei großen Steigrohren verwendet.
In Fig. 8 ist das Außengehäuse 2 konisch sich nach oben er
weiternd ausgebildet. Dadurch ergibt sich sich bei bestimmten
Anwendungsfällen ein günstigerer Strömungsverlauf, wobei insbe
sondere im unteren Bereich die Zuführung zum unteren Einlaß des
Steigrohres begünstigt ist.
In der Gesamtübersicht gem. Fig. 9 ist auch noch gut die Anordnung
der oberhalb der Rotorscheibe 7 befindlichen Filter 12 erkennbar.
Um elektrostatische Aufladungen im Wirbelbett zu verhindern, kann
noch eine Ionisierungs- oder Luftbefeuchtigungseinrichtung vorge
sehen sein.
In Verbindung mit Fig. 1 sei noch erwähnt, daß die relativen Lagen
und Abmessungen der Einbauteile (Sprühdüse 6, Steigrohr 5, Rotor
scheibe 7) im Wirbelschichtbehälter 3 so bemessen sind, daß das
Behandlungsgut sich beim Auftreffen auf die Rotorscheibe 7 in
einem plastischen Zustand befindet, um das vorgesehene Pelletieren
zu ermöglichen. Beim Rücktransport nach unten etwa bis zur Ober
kante eines sich um das Steigrohr 5 herumbildenden Rücklaufbettes,
soll dann ein Trocknungsvorgang zumindest soweit abgelaufen sein,
daß die einzelnen Partikel nicht aneinander verkleben. Wie schon
vorerwähnt können mehrere Steigrohre 5 und auch mehrere Sprüh
düsen 6 vorgesehen sein. Gleiches gilt auch für die Rotorscheibe 7,
wobei eine solche Rotorscheibe 7 eine oder mehrere Steigrohre 5
überdecken kann, oder jedes Steigrohr besitzt eine eigene Rotor
scheibe.
Der von unten zugeführte Gasstrom (PF 1) kann auch in getrennten
Gas-Teilströmen zugeführt werden, wobei einerseits im etwa zen
tralen Bereich, entsprechend dem Querschnitt des Steigrohres
5, ein Teilstrom gebildet ist und wobei in dem umgrenzenden
Ringbereich der zweite Teilstrom zugeführt wird. In den Fig.
1 und 8 ist auch gut erkennbar, daß hier bereits unterhalb des
Lochbodens 4 entsprechende Gasführungen angedeutet sind. Dadurch
besteht die Möglichkeit, insbesondere beim Aufcoaten von Fett,
im zentralen Innenbereich die Zuluft mit einer höheren Temperatur
zuzuführen als im Außenringbereich. Dadurch wird erreicht, daß
zwar innerhalb des Steigrohres 5 mit der für das Aufcoaten not
wendigen Temperatur gearbeitet wird, wo sich das Fett noch im
flüssigen Zustand befindet. Andererseits soll aber diese Schicht
beim Auftreffen auf die Unterseite der Rotorscheibe 7 bereits
so weit verfestigt sein, daß eine plastische Verformung an dieser
Rotorscheibe 7 möglich ist. Dazu ist ein entsprechender Abkühl
prozeß erforderlich, der durch das Zuführen von kühlerer Luft im
Ringbereich begünstigt wird.
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen dar
gestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger
Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Claims (37)
1. Vorrichtung zum Pelletieren od. dgl. Behandeln von
Teilchen, insbesondere für pharmazeutische od. dgl.
Produkte mit einem Wirbelschichtbehälter, in dem
wenigstens ein von unten nach oben gerichteter Gas
strom mit zu behandelndem Gut hochgeführt werden und
wobei in dem Wirbelschichtbehälter gegebenenfalls
weitere Behandlungseinrichtungen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich im oberen Bereich des Wirbelschichtbehälters
(3) eine Rotorscheibe (7) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß im Wirbelschichtbehälter (3) unterhalb der Rotor
scheibe (7) wenigstens ein Steigrohr (5) für den Gas
strom und Behandlungsgut vorgesehen ist, welches
zweckmäßigerweise höhenverstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Länge des oder der Steigrohre (5)
veränderbar ist und daß der Steigrohrabschnitt vorzugs
weise als Befilmungsabschnitt dient.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise höhen- und/oder
längenverstellbare Steigrohre (5) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß vorzugsweise jedem Steig
rohr (5) wenigstens eine, insbesondere koaxiale und
vorzugsweise höhenverstellbare Sprühdüse (6) zuge
ordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (7) als
ebene Scheibe ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die dem Behandlungsraum
zugewandte Seite der Rotorscheibe (7) als gekrümmte
oder schräge Führungsseite (8) ausgebildet ist und
zweckmäßigerweise eine etwa glockenartige oder sich
konisch nach oben verjüngende Umrißform hat.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die die Rotorscheibe (7)
umgrenzende Ringspalt-Fläche (10) größer als die
Querschnittsfläche des Gasstromzutrittes unterhalb
des Behandlungsraumes ist, vorzugsweise um wenigstens
das 1,1-fache.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (7)
höhenverstellbar angeordnet und vorzugsweise dreh
zahlveränderbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die dem Behandlungsraum
zugewandte Führungsseite (8) der Rotorscheibe (7)
vorzugsweise etwa radial sich erstreckende Mitnehmer
(9) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Steigrohr (5) Leit
flächen (13) zur Strömungsumlenkung od. dgl. ange
ordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß ein den Behandlungsraum
unterseitig begrenzender Lochboden (4) in ihrem
Querschnitt veränderbare Durchtrittsöffnungen (15)
aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lochboden wenigstens zwei vorzugsweise mit
gleichen, in Deckung zueinander bringbaren Durchtritts
öffnungen (15) versehene, relativ zueinander verstell
bare, insbesondere verdrehbare Lochscheiben aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt und/oder die
Anzahl der Durchtrittsöffnungen (15) des Lochbodens über dessen radiale
Erstreckung unterschiedlich ist, und daß sich an einen
zentralen Lochboden-Bereich, etwa entsprechend dem
Querschnitt eines darüber befindlichen Steigrohres,
radial nach außen ein Bereich mit vermindertem Durch
trittsquerschnitt und an diesen ein, insbesondere
nahe bei der Behälterwand (11), befindlicher Bereich
mit demgegenüber vergrößertem Durchtrittsquerschnitt
anschließt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß vorzugsweise unmittelbar
oberhalb des Lochbodens (4) ein Feinsieb angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorzugsweise doppel
kammeriger Rückhaltefilter (12) oberhalb der Rotor
scheibe (7) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß der Behälter (2), aus
gehend etwa vom Lochboden (4), eine sich zumindest
abschnittweise bis etwa in Höhe der Rotorscheibe
oder darüber konisch erweiternde Form aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß der Behälter zumindest
bereichsweise zylindrisch ist und daß sich daran
gegebenenfalls ein in Strömungsrichung sich
konisch erweiternder Abschnitt anschließt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da
durch gekennzeichent, daß die Sprühdüse(n) als
Mehrkopfdüse(n) und/oder gegebenenfalls als Mehr
stoffdüse ausgebildet ist (sind).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise mit einem
Prozeßrechner ausgestattete Einrichtung zur produkt
und/oder behandlungs-abhängigen Steuerung der höhen
verstell- und/oder längenverstellbaren Steigrohre
(5) und/oder der Rotorscheibe (7) und/oder der
Sprühdüse (6) und dgl. vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß eine Ionisierungs- oder
Luftbefeuchtungs-Einrichtung vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da
durch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse(n) (6) be
heizbar ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da
durch gekennzeichnet, daß für den von unten zugeführten
Gastrom getrennte Zuführungen für einen etwa zentralen
Bereich und einen diesen umgebenden Ringbereich vor
gesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur der zentral zugeführten Luft höher
ist als die der im Ringbereich zugeführten Luft ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß der Volumenstrom und/oder die Luftgeschwindigkeit
der zentral zugeführten Luft höher ist als die im Ring
bereich zugeführte Luft.
26. Verfahren zum Pelletieren oder dgl. Behandeln von
Teilchen, insbesondere für pharmazeutische od. dgl.
Produkte in einem Wirbelschichtverfahren, bei dem
wenigstens ein von unten nach oben gerichteter
Gasstrom zu behandelnde Teilchen hochführt, wobei
gegebenenfalls weitere Behandlungsvorgänge statt
finden, dadurch gekennzeichnet,
daß die noch plastischen Teilchen durch den nach
oben gerichteten Gasstrom in der Gegend seines oberen
Endes gegen eine rotierende Scheibe geführt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26 , dadurch gekennzeichnet,
daß das zu behandelnde Gut vorzugsweise in noch
plastischen Zustand, im oberen Bereich der Wirbel
schicht mechanisch verrundet und/oder mechanisch
über die Gesamtwirbelschicht verteilt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß das oder die Steigrohre (5) od. dgl.
Führungen mit bei der Behandlung zunehmender Größe
des Behandlungsgutes zur Vergrößerung des Abstandes
zum Lochboden nach oben bewegt werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (7) mit zunehmen
der Größe des Behandlungsgutes nach oben bewegt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sprühdüse (6) in ihrer Höhenlage und Sprüh
insentität insbesondere auf den Bereich der größten Produkt
dichte eingestellt wird, vorzugsweise während des Verlaufes des
Prozesses für eine Charge.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß das nach oben gegen die Rotorscheibe (7) geführte
Produkt nach außen abgeleitet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekenn
zeichnet, daß der aufwärts gerichtete Luftstrom zumindest in
wesentlichen Teilen mindestens zeitweise über einen Höhenabschnitt
geführt wird, das Besprühen des zu behandelnden Gutes zu wesent
lichen Teilen im geführten Wirbelschichtbereich stattfindet und
die Zone des Besprühens entsprechend den unterschiedlichen Wirbel
strömverhältnissen eingestellt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, da
durch gekennzeichnet, daß die Einströmmenge und/oder
Einströmgeschwindigkeit des Arbeitsgases in die
Wirbelschicht verändert wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, da
durch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut
abschnitt- und zumindest zeitweise verdichtet und
die Lage des verdichteten Abschnittes mindestens zeit
weise auf den bzw. die Sprühkegel des Beschichtungs
mittels abgestimmt wird.
35 . Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 34 , da
durch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Behandlung
ein fluidisierbares Material mit einer Teilchen
größe von etwa 0,001 mm bis 3 mm, vorzugsweise etwa
0,004 mm bis etwa 1 mm vorgelegt wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 35, da
durch gekennzeichnet, daß von unten unterschiedlich
temperierte Gasströme zugeführt werden, wobei ein
Gasstrom im zentralen, etwa dem Querschnitt des Steig
rohres entsprechenden Bereich und ein weiterer Teil
strom im umgebenden Ringbereich zugeführt werden.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, daß von unten unterschiedliche Volumen
ströme bzw. Ströme mit unterschiedlichen Luftgeschwindig
keiten zugeführt werden, wobei ein Gasstrom im zentralen
etwa dem Querschnitt des/der Steigrohre/s entsprechenden
Bereich und ein weiterer Teilstrom in dem umgebenden Ring
bereich zugeführt wird.
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