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Beschichtungsa-nlage zum Überziehen von Kernen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Anlage zum Besrhichten bzw.
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Überziehen von Kernen, wie Granulaten, Körnern, Pulvern, Kompaktaten
und Tabletten, mit Filmen aus Farben, Lacken, Zucker und dgl. Stoffen, die das Aussehen,
die Resistenz gegen Zerfall und den Geschmack beeinflussen. Die Anlage dient gleichzeitig
zum Kühlen, Erwärmen und Trocknen der unbehandelten und der beschichteten Kerne.
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Es ist bekannt, Kerne durch Aufbringen von Lösungen oder Suspensionen
und anschließendes Entfernen oder Binden des Lösungs oder Suspendiermittels zu beschichten.
Das Aufbringen Qer Lösungen bzw. Suspensionen geschieht durch Besprühen der Kerne,
die in Drehrohren oder Dragiertellern rollen oder in Wirbeltabletten tanzen.
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Arznei- und Genußmittelkerne erhalten häufig mehrere Überzige, die
auf meist chargenweise arbeitenden Dragiertellern erzeugt werden. Dabei ist es nötig,
jede Lage vor dem Aufbringen der nächsten völlig zu trocknen. Beim Kaltdragieren
erfolgt- das Trocknen oft durch Aufstreuen und Aufrollen von Puderzucker, Die fertigen
Dragees sind daher meist voluminös und mehr oder weniger kugelförmig. Dragees verschiedener
Art unterscheiden sich äußerlich nur durch Farbe und Glanz der Oberfläche, was leicht
zu unliebsamen Verwechslungen führt. Beim Warmdragieren auf Dragie rtellern können
dünnere Schichten erzeugt werden, jedoch werden bei diesem Verfahren die Konturen
der Kerne noch soweit verhüllt oder auch abgerieben, daß beispielsweise Beschriftungen,
Markenzeichen oder ähnliche Signierungen tablettierter Ferre schließlich nicht mehr
erkennbar sind. Die Ausübung dir
Dragierverfharen ist um. standlich,
zeitraubend und apparativ aufwendig, das Verfahren wird daher nur für relativ kleine
Chargen angewendet.
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Zum Beschichten und Einfärben größerer Chargen wurde wegen ihres günstigen
Fassungsvermögens bisher überwiegend Drehrohre eingesetzt, besonders, wenn die Kerne
in Granulatform vorliegen, wie dies beispielsweise bei vielen Kunstdüngern der Fall
ist. Die Arbeitsweise der Drehrohre unterscheidet sich nur unwesentlich von der
der Dragierteller, Dragierkessel und anderer Beschichtungseinrichtungen, bei denen
die Kerne in Rollbewegungen umgewälzt werden. Dementsprechend ist auch der zeitliche
und apparative Aufwand ähnlich groß, ebenso haften dem Drehrohrverfahren auch die
Nachteile an, die mit dem Rollen an den Wandungen und mit der gegenseitigen Reibung
der Teilchen zusammenhängen.
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Körnige und pulvrige Kerne wurden bekanntlich auch schon in Pliessbetten
beschichtet. Dabei wird die lösung oder Suspension des Beschichtungsmittels in das
Bett gesprüht oder mit der Betriebsluft in die Schicht eingeführt. Beim Fliessbettverfahren
auch Wirbelschichtverfahren genannt, befindet sich das zu überziehende Gut während
der Behandlung in aufgewirbeltem Zustand über einem Loch-. Sieb- oder Düsenboden,
der den ganzen Querschnitt der Wirbelkammer einnimmt. In der wirbelnden, quirlenden
Schicht treten bei Anwesenheit von Partikeln unterschiedlicher Größe und Masse starke
Entmischungseffekte auf; sie äußern sich u.a. im Aufblasen von Feinstanteilen und
im Absinken gröberer Anteile. Die Folge diese Entmischungseffekte sind die ungleiche
Beschichtung und ungleiche Trocknung der Teilchen.
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Diesen Nachteilen sol * ach bekannten Vorschlägen durch Anordnung
von Anströmböden begegnet werden, die einseitig oder zentral masiert Bohrungen größeren
Durchmessers aufweisen. Auf diese Weise wird zwar ein zusätzlicher Unvälzunseffekt
erzielt, doch folgen die Teilchen, besonders, wenn sie unterschiedliche Größen bzw.
Massen aufweisen, auch nicht annähernd gleichmfS
den gedachten Bahnen.
Am stärksten nachteilig wirkt sich dieser Umstand bei Wirbelkammern von Durchmessern
aus, wie sie zur Behandlung größerer Gutmengen erforderlich sind. Es hat sich gezeigt,
daß diese Erscheinung auch durch Anordnung von ieitblechen, Leitrohres und ähnlichen
Einrichtungen oft nicht ausreichend zu vermeiden ist. Als weitere Nachteil der nach
dem Pließprinzip arbeitenden Einrichtungen ist die notwendige Abstimmung der Bohrungen
des Ansträmbodens und etwa vorhandener Einbauten auf die Größe und- auf die Kornverteilung
der Kerne anzusehen.
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Beim Aufbringen dünner, glasurähnlicher Schichten macht sich der bei
diesem Verfahren unvermeidliche Kernabrieb insofern besonders störend bemerkbar,
als die feinen Teilchen an den Kernen anbacken und der Kernoberfläche ein rauhes,
unschönes Aussehen gels.
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Aus der US-Patentschrift 3 110 626 ist eine Beschichtungsvorrichtung
bekannt, die Einrichtungen zum pneumatischen Fördern, eine Sprühdose und - übereinander
angeordnet - einen Trenn-und einer, Stauraum aufweist. In dieser Beschichtungsvorrichtung
werden die Kerne aus dem Trennraum in achsialen Richtungen um und durch eine hohle
Steuerhülse in den Trennraum zurückgeführt.
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Dabei passieren die Kerne einen Kanal von ringförmigem Querschnitt,
der sie an der Sprühdose vorbeiführt. Beim Betrieb der Vorrichtung befinden sich
die Kerne in ständigem Kreislauf um die Steuerhülse. Sie werden mehrfach dem Sprühstrahl
ausgesetzt und zwar in unkontrollierbarer Weise, weil die Gerne wegen'ihrer uneinheitlichen
Größe ein unterschiedliches Schwebeverhalten zeigen. Dieser Ustnd führt zu ungleichmäßigen
Schichtstärken und wegen des häufigen Aufprallens der Kerne an die Trennkammerwand
zu erhöhtem Abrieb, der mit dem feuchten Sprühmittel an den Kernen anbackt.
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Die den zum Stand der Technik gehörenden Geräten anhaftenden Nachteile
lassen sich dadurch vermeiden, daß man erfindungsg.ewäß zum Überziehen von granulat-
und tablettenförmigen Kernen eine Beschichtungsanlage verwendet, die aus wenigstens
einer Vorrichtung besteht, die Einrichtungen zum pneumatischen Fördern, Sl)rühdüsen
und
- übereinander angeordnet-einen Trenn- und einen zum Boden hin verjüngten Stauraum
aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stauraum (2) eine unabhängig von
der Fördereinrichtung betreibbare Belüftungskammer (5), die die Form eines drehsymmetrischen
Hohlkörpers besitzt, mit aufwärts gegen den Gutstrom gerichteten Luftdurchtrit ts
öf fnung en (8) enthält und durch eine schräge Wand (1) gegen den Trennraum (6)
abgeschlossen ist, und daß die Belüftungskammer (5) mit der seitlichen Stauraumwand
den Kanal (9) bildet, der in an sich bekannter Weise die Kerne an den Sprühdüsen
vorbei in ein Mischrohr (3) führt, das jedoch über einen Diffusor (4) durch die
Trennwand (1) hindurch mit dem Trennraüm (6) verbunden ist.
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Mit dieser Anlage wird eine strenge. Führungdererne. erreicht.
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Die Verweilzeit der Teilchen in den einzelnen Vorrichtungen ist genau
bestimmbar, wenn aus der Belüftungskammer nur soviel Buft in den Stauraum geblasen
wird, daß die im Stauraum befindliche Kerneschicht unterhalb des Wirbelpunktes bleibt.
In diesem Zustand schweben die Kerne mit sehr geringem Abstand zueinander, sie verändern
die Lage zueinander jedoch nicht. Größere und kleinere Kerne sinken allein nach
Maßgabe des Austrags an der Belüftungskammer vorbei zum Mischrohreintritt hin ab.
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Jeder der Kerne passiert nur einmal Mischrohr und Diffusor einer Vorrichtung.
Über die obere Trennkammer und die mit der nächsten Vorrichtung verbindende leitung
fallen die Kerne schließlich auf die Kerneschicht des Stauraumes dieser Vorrichtung.
Beim Absinken zum Mischrohreintritt hin können die Kerne nun - so wie es die Art
des erhaltenen ersten Überzuges und die Vorbereitung für den nächsten Überzug erfordert
- gekühlt, erwärmt bzw. getrocknet werden. Dies wird in einfachster Weise durch
Ausblasen entsprechend temperierter luft. oder eines geeigneten Gases aus der Belüftungskammer
erreicht. Die Wege und die Verweilzeiten der Kerne*vorausbestimmbar; damit sind
klare Verweilzeiten für die Erzielung gleichmäßiger Überzüge geeben.
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Erfindungsgemäß wird so eine sehr zweckmäßige Verteilung der in die
Stauschicht eingeblasenen Tii)ft und eine wirbelfreie bzw. * sind
totraumfreie
Führung der Kerne zwischen der Wand der Stauraum-~klammern und der Wand der Belüftungskammern
erreicht. Die in der Belüftungskammer angebrachten Bohrungen, die zweckmäßigerweise
in gleicher Größe und Verteilung angeordnet sind, können auch durch in die Belüftungsk-arsmerwand
eingebaute Fritten oder poröse Platten ersetzt werden, beispielsweise kann zur Vermeidung
von Wirbeleffekten der ganze obere Teil der Kammerwand aus einem gasdurchlässigen
gesinterten beispielsweise metallischen oder keramischen Werkstoff bestehen.
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Das Besprühen der Kerne kann in an sich bekannter Weise, z. B. durch
Besprühen der Schicht oder durch Vermischen des Beschichtungsmittels mit der Treibluft
vorgenommen werden. Vorteilhaft ist es, die Einrichtungen zum Besprühen der Kerne
um die Treibdüsenmündung herum im Boden der Stauraumkammern anzuordnen, insbesondere
so, daß die Sprühstrahlen in das Mischrohr des Strahlapparates gerichtet, sind Jeder
Kern, der vom Strahlenapparat gefördert wird, ist zunächst der direkten Einwirkung
der Sprühstrahlen ausgesetzt und schwimmt auf dem ve-teren Wege zur Trennkammer
in einer Aerosolwolke. Als Düsen können beispielsweise Zweistoffdüsen verwendet
werden. Betriebsdruck und Zahl der Düsen sind abhängig von den Eigenschaften des
Sprühmittels.
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Mit dieser Anordnung wird in jeder Vorrichtung der Anlage ein besonders
gleichmäßiger Überzug erzielt. Die Überzüge können so dünn gehalten werden, daß
die ursprünglichen Konturen der Kerne und vertiefte oder vorstehende Signierungen
auch nach mehrfacher Beschichtung in der Serie der Vorrichtungen noch deutlich erkennbar
bleiben.
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Zur Vermeidung von Aeroeolentmischungen und Kondensationen ist es
zweckmäßig, Mischrohr und Diffusor sowie die Wände der Trennkammer mit Heizeinrichtungen,
wie Heimänteln oder elektrischen Heizkörpern, zu versehen.
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Die Anzahl der hintereinandergeschalteten Vorrichtungen richtet sich
nach der Zahl der gewünschten gleich-oder verschiedenartigen Überzüge.
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Die Anlage wird im allgemeinen kontinuierlich betrieben, dabei verlassen
die beschichteten Kerne nach einmaligem Durchlaufen der gesamten Anlage fertig -
ggf. mit verschiedenartigen, aufeinanderliegenden Überzügen, die letzte Einrichtung
der Serie.
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Die Anlage kann aber auch absatzweise betrieben werden. Zu diesem
Zweck wird die Trennkammmer der letzten Vorrichtung mit der Stauraumkammer der ersten
Vorrichtung verbunden. Mit dieser Anordnung wird das Gut nach Chargieren der Anlage
bis zur fertigen Beschichtung im Kreislauf gefahren. Auf diese Weise können'mit
einer Anlage aus wenigen Vorrichtungseinheiten oder auch aus nur einer Vorrichtung
Uberzüge aus mehreren Schichten hergestellt werden.
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In der beigefügten Zeichnung ist der Gegenstand der Brfindung in beispielsweise
Anordnung gezeigt. Von den gleichartigen Vorrichtungen ist die erste im Schnitt
dargestellt.
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Jede der Vorrichtungen weist zwei übereinander angeordnete Kammern
auf, die durch eine schräge Wand (1) voneinander getrennt sind. Die untere Kammer
umschließt einen Stauraum (2); die enthält zentral angeordnet das Mischrohr (3)
und den Diffusor (4) eines Strahlapparates. Um den Einlaufteil des Mischrohres herum
ist eine Belüftung,skammer angeordnet. Der Diffusor mündet in die obere der beide
Kammern; er umschließt einen Trennraum (6). Die tiefste Stelle des Trennraumes ist
über eine leitung (7) mit dem Stauraum der folgenden Vorrichtung verbunden.
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Die Belüftungskammer (5) hat die Porm eines drehsymmetrischen Hohlkörpers.
Der obere Teil der Belüftungskammer enthält eine Anzahl feiner Bohrungen (8), die
im Sinne der angedeuteten Strahlen in den Stauraum gerichtet sind. Eine Wand der
Belüftungskammer bildet mit der Stauraumwand einen Führungskanal 9) von ringförmigem
Querschnitt; der Führungskanal mündet zwischen
Mischrohr (3) und
Treibdüse (io) in den Strahlapparat. Um die Treibdüsenmünsung herum sind Sprühdüsen
(11) angeordnet.
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Der Aufbau der Apparatur ist so einfach, daß hinsichtlich des verwendeten
Werkstoffes alle Bedingungen erfüllt werden können, die durch die Durchführungsart
des Verfahrens sowie die Eigenschaften des Beschichtungsmittels und der Kerne gegeben
sind.
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Zum Anfahren der Anlage werden Kerne in den freien Stutzen (12Y-eingefüh/rt,
die über die treibdüse (10) eintretende Luft wird mittels eines nicht gezeichneten
Ventils so lange gedrosselt, bis die sich über der Belüftungskammer bildende - durch
Kaltluftzufuhr über Stutzen (13) geblähte - Stauschicht den Einlau-fstutzen (12)
erreicht. Hierauf wird Sprühmittel, z.B. in Form einer Lösung oder Suspension über
den Sprühdüsen zugeführt und so viel Treibluft über Düse 10 eingeblasen, daß Gleichgewicht
zwischen Kernezulauf und Kerneförderung des Strahl apparates besteht. Die Einstellung-der
richtigen luftmengen kann mittels hier nicht dargestellter Schaugläser erleichtef
werden. Die Entlüftung. der Vorrichtung geschieht über den Stutzen (14); etwa im
Überschuß aufgegebene Sprühmittel tritt mit der Abluft aus bzw. wird mit dieser
abgesaugt, Die besprühten Kerne schweben zunächst durch den Trennraum (6) und rieseln
dann durch die leitung (7) zur nächsten Vorrichtung, die in gleicher Weise angefahren
wird wie die erste Vorrichtung. Diese Anfahrmaßnahmen werden foAgesetzt, bis auch
die letzte Vorrichtung der Serie toll in Betrieb ist Deim Kreislaufbetrieb kann
das Anfahren in gleicher Weise durchgeführt werden. Man kann die Charge aber auch
schon vor dem Anstellen der Düsen auf*einzelnen Vorrichtungen verteilen. Pür besonders
kleine Chargen verwendet man zwekrnäßig nur eine Vorrichtung. Die einfach beschichteten
Kerne werden dabei über die leitung (7) in den Stutzen (12) zurückgeführt und durchlaufen
dann erneut die Vorrichtung. Dieser Vorgang kann ebenso wie bei der Kreislaufschaltung
mehrerer Vorrichtungen beliebig wiederholt werden.
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