DE19528583A1 - Fließbettapparatur zum Behandeln eines granulatförmigen Gutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fließbettapparatur zum Behandeln eines granulatförmigen Gutes, mit einer über einen Deckel verschlossenen ringförmigen Umwälzkammer, über deren Boden ein gasförmiges Medium in die Umwälzkammer einführbar ist, und mit einem mittigen, oben offenen Tauchrohr, über das das Medium, nachdem es das Gut von unten nach oben durchströmt hat, von oben nach unten gerichtet aus der Umwälzkammer abführbar ist.

Eine derartige Fließbettapparatur ist aus der DE 41 18 433 C2 bekannt.

Bei der bekannten Fließbettapparatur, die beispielsweise zum Beschichten von Tabletten eingesetzt wird, strömt das in die Eintrittskammer eingeführte gasförmige Medium, beispielsweise heiße Luft, horizontal geführt und umfänglich gerichtet über den Boden in die Umwälzkammer ein. Der Boden besteht aus einem Kranz an sich überlappenden Leitplatten, zwischen denen sich radial erstreckende Eintrittsöffnungen vorhanden sind. Ein in der Umwälzkammer aufgenommenes Gut wird durch das eingeführte Medium umgewälzt und gleichzeitig in einer Kreisbewegung in der Umwälzkammer bewegt. Nachdem das Medium das Gut von unten nach oben durchströmt hat, tritt es am oberen offenen Ende in das mittige zentrale Tauchrohr ein und wird von oben nach unten gerichtet aus der Fließbettapparatur abgeführt.

Zum Befüllen wird der Deckel der Fließbettapparatur angehoben und das Gut eingefüllt.

Nachteilig an diesem Befüllvorgang ist, daß das Gut von Hand eingegeben wird oder mittels einer Einlaßapparatur, und daß dafür Sorge getragen werden muß, daß das Gut gleichmäßig auf dem Boden der Umwälzkammer verteilt wird, indem beispielsweise das Gut von Hand verteilt wird.

Darüber hinaus wurde festgestellt, daß das zu behandelnde Gut, beispielsweise Tablettenpreßrohlinge, immer eine gewisse Menge an Staubanteil beinhaltet. Tabletten werden ja in bestimmte Formen gepreßt, die bei linsenförmigen Tabletten relativ scharfe Preßkanten aufweisen, an denen sich auch Grate ausbilden können. Während der Handhabung zwischen der Preßherstellung und bis zu Beginn des Behandlungsvorganges in der Fließbettapparatur entsteht bei der Handhabung ein feiner staubförmiger Abrieb.

Der Staubanteil des Produktes, der mit in die Fließbettapparatur gelangt, wird beim Umwälzen ebenfalls mit umgewälzt, und insbesondere beim Beschichten des Gutes, bei dem auf dieses ein flüssiges Beschichtungsmedium aufgesprüht wird, sammelt sich der feine Staubanteil dann auf der Oberfläche der anfangs noch feuchten Beschichtung an. Ein beschichtetes Gut weist dann eine relativ rauhe Oberfläche auf, eine solche Tablette hinter­ läßt bei der Verabreichung auf der Zunge ein rauhes Gefühl und behindert den Schluckvorgang.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine Fließbettapparatur der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein schonendes und gleich­ mäßiges, auch automatisiertes Befüllen der Fließbettapparatur ermöglicht ist, und daß die einem Gut anhaftenden Staubanteile zurückbehalten werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mittig auf dem Deckel eine Befüllvorrichtung angeordnet ist, und daß in der Apparatur über dem Tauchrohr ein Schirm angeordnet ist, über den das von der Befüllvorrichtung abfallende Gut radial nach außen gelenkt und schräg nach unten in Richtung Boden geführt wird, und daß das Material des Schirmtuches so gewählt ist, daß es Staubanteile des Gutes zurückbehält, das gasförmige Medium jedoch durchtreten kann.

Die Maßnahme der Anordnung eines Schirmes über dem Tauchrohr ermöglicht ein zentrales automatisiertes Befüllen. Das von der mittigen Befüllvorrichtung abfallende Gut trifft auf die nach unten geneigten Schirmfläche und wird dadurch sehr gleichmäßig in die ringförmige Umwälzkammer verteilt. Dieser Vorgang wird sehr sanft durchgeführt, d. h. beim Befüllvorgang entstehen kaum weitere Staubanteile durch Abrieb.

Darüber hinaus werden durch die besondere Ausgestaltung des Schirmtuches die im Gut vorhandenen Staubanteile zurückgehalten, d. h. die Staubanteile haften am Schirmtuch, wohingegen die gröberen zu behandelnden Gutpartikel über das Schirmtuch nach unten und radial außen sanft gleiten oder rollen können.

Aufgrund der Tatsache, daß das Schirmtuch für das gasförmige Medium durchlässig ist, kann im Betrieb das Prozeßgas von der Seite her, auf der die Staubteile gefangengehalten sind, durch das Schirmtuch durchtreten und in das darunter angeordnete zentrale Tauchrohr eintreten. Dadurch ist dann auch sicher­ gestellt, daß während des Betriebes die Staubanteile nicht wieder durch das Prozeßgas abgelöst werden sondern dort verbleiben. Dies eröffnet auch die Möglichkeit, die Struktur des Schirmtuches so auszuwählen, daß beim Befüllen die Staubanteile auf der Oberseite des Schirmtuches zurückbehalten werden, die Maschen­ weite aber so ist, daß dann im Druckbetrieb die Staubanteile durch das Schirmtuch hindurchgedrückt und in das Tauchrohr eingesaugt und abgeführt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein Gestänge des Schirmes eine Stange auf, die sich in der Längsachse des Tauchrohres erstreckt und in diesem gehalten ist und dort stehend montiert ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Halterung oder Anbringung des Schirmes in der Fließbettapparatur außerhalb der eigentlichen Umwälzkammer, nämlich im Abströmpfad im Innenraum des zentralen Tauchrohres, angebracht ist, somit nicht im Bewegungspfad des umzuwälzenden Gutes. Dadurch ist dann ausgeschlossen, daß durch den nunmehr neu vorgesehenen Schirm beim Betrieb aufgrund des Schirmes zusätzliche neue Staubanteile entstehen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Streben des Schirmtuches über die Schirmfläche hinaus verlängert und tragen am äußeren Ende Paddel, die in das Gut eintauchen, und der Schirm ist über einen Antrieb drehbar.

Diese Maßnahme hat nun den Vorteil, daß, falls nach Befüllen ein Glattstrich der Oberfläche des eingefüllten Gutes erwünscht ist, dies durch die drehbare Ausgestaltung in Zusammenwirken mit den Paddeln erzielt werden kann.

Die Paddel können auch dazu herangezogen werden, im umzuwälzenden Bett eine unerwünschte Wellenbildung auszuschließen. Dazu tauchen die Paddel etwas von oben her in die umgewälzte, rotierende Gutschicht ein, der Antrieb ist dabei ausgeschaltet, und der Schirm kann sich im Freilauf drehen, wird also vom Gut mit bewegt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gestänge des Schirmes Leitungen für ein flüssiges Reinigungsmittel und Düsen auf, um dieses Reinigungsmittel zu versprühen.

Diese Maßnahme hat nun den Vorteil, daß das Gestänge als eine "cleaning-in-place" Anordnung ausgestaltet ist, über die die gesamte Fließbettapparatur gereinigt werden kann. Selbstverständ­ lich ist diese Ausgestaltung auch dazu geeignet, das Schirmtuch zu reinigen, so daß die von diesem gefangenen Staubanteile, sofern diese nicht schon während des Prozesses in das Tauchrohr abgeführt worden sind, entfernt werden.

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 einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines ersten Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Fließbettapparatur,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Apparatur von Fig. 1 bei abgenommenem Deckel,

Fig. 3 einen dem Schnitt von Fig. 1 vergleichbaren Schnitt eines anderen Rüstzustandes der Apparatur von Fig. 1, nämlich mit einer verkleinerten Umwälzkammer, und

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf die Apparatur von Fig. 3.

Eine in Fig. 1 und 2 dargestellte Fließbettapparatur ist in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Apparatur 10 weist einen doppelwandigen zylindrischen Behälter 12 auf, der auf einem Sockelteil 14 sitzt, das wiederum in einem Support 15 montiert ist.

Ein durch den Support 15 durchtretender bodenseitiger Einlaß 16 dient dazu, um ein gasförmiges Medium 17, beispielsweise heiße Luft, in eine Eintrittskammer 18 des Behälters 12 eintreten zu lassen.

In der Eintrittskammer 18 ist ein Verteiler 20 in Form eines perforierten Blechbodens angeordnet, um das gasförmige Medium 17 gleichmäßig zu verteilen.

Ein oberer Abschluß der ringförmigen Eintrittskammer 18 bildet einen Boden 22, der aus zwei konzentrischen Kränzen 24 und 26 an sich überlappenden Leitplatten aufgebaut ist, wie das an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Einige der hier nicht näher bezeichneten Leitplatten sowohl des inneren Kranzes 24 als auch des äußeren Kranzes 26 tragen Düsen 25 bzw. 27, wie das insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die beiden Kränze 24 und 26 sind über eine Ringwand 28 voneinander getrennt.

Zentral mittig in der Apparatur 10 ist ein grob zylinderförmiges Tauchrohr 30 angeordnet, das aus einem oberen Abschnitt 32 und einem unteren Abschnitt 34 zusammengesetzt ist.

Der obere Abschnitt 32 erhebt sich über den Behälter 12 bis in einen darüber angeordneten Raum hinein, der durch einen Deckel 38 verschlossen ist. Eine Öffnung 35 am oberen, sich verjüngenden Ende des oberen Abschnitts 32 dient als Eintrittsöffnung für das gasförmige Medium.

Das untere Ende des unteren Abschnitts 34 des Tauchrohres 30 dient als Auslaß, über den das Medium aus der Apparatur 10 wieder abgeführt werden kann.

Der Deckel 38 ist über ein Scharnier 40 mit dem Behälter 12 verbunden.

Der kuppelförmige Deckel 38 trägt zentral mittig eine Befüll­ vorrichtung 42, die einen Trichter 44 sowie einen Sperrschieber 46 aufweist.

Der Behälter 12 weist, etwa gegenüberliegend zum Scharnier 40, seitliche Entleerklappen 48 und 49 auf (siehe insbesondere Fig. 2), die über Kolben/Zylinder-Einheiten 50, 51 öffen- und verschließbar sind.

Zwischen der Außenseite des Tauchrohres 30 und der Innenseite des Behälters 12 ist über dem Boden 22 eine ringförmige Umwälz­ kammer 52 gebildet.

In der Apparatur 10 ist ein Schirm 54 angeordnet.

Der Schirm 54 weist ein Gestänge 56 auf, das ein Schirmtuch 58 trägt.

In der hochstehenden Mittellängsachse 61 des Tauchrohres 30, die zugleich auch die Mittellängsachse des rotationssymmetrischen Behälters 12 darstellt, ist eine Rohrstange 60 angeordnet, die über eine Halterung 62 (Streben/Drehlager) im Innenraum des Tauchrohres 30 befestigt ist.

Am unteren Ende der Stange 60 ist ein Antrieb 64 vorgesehen, der die Stange 60 um deren Mittellängsachse 61 dreht. Darüber hinaus ist eine Zuführung 66 vorgesehen, um der Rohrstange ein flüssiges Reinigungsmittel zuzuführen.

Am oberen Ende ist die Stange 60 mit einem Kopf 68 versehen, der über der Öffnung 35 des Tauchrohres 30 angeordnet ist und dessen Kegelspitze zentral mittig unter dem Trichter 44 ange­ ordnet ist.

Der Kopf trägt insgesamt zwölf umfänglich gleichmäßig verteilte Streben, auf denen das Schirmtuch 58 aufgespannt ist.

Sechs dieser Streben sind als über das Schirmtuch hinaus verlängerte Arme 72 ausgebildet, deren äußere Enden nach unten abgebogen sind und Paddel 76 tragen. Ferner weisen die Arme Düsen 74 auf, über die die Reinigungsflüssigkeit, die über die Stange 60 zugeführt und über den Kopf 68 in die ebenfalls als Rohre ausgebildeten Arme 72 verteilt wurde, versprüht werden kann.

Der Behälter 12 ist über ein Scharnier 78 mit dem Sockelteil 14 verbunden, so daß der Behälter 12 nach oben verschwenkt werden kann.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die beiden Abschnitte 32 und 34 des Tauchrohres 30 so miteinander verbunden, daß an der Stoßstelle ein Ringspalt 36 vorhanden ist. Der Ringspalt 36 liegt dabei auf Höhe der Umwälzkammer 52, und zwar etwa im unteren Drittel der Höhe des darin aufgenommenen Gutes 90.

Die Apparatur 10 arbeitet wie folgt: Zum Befüllen wird der Trichter 44 mit dem zu behandelnden Gut 90, beispielsweise Tablettenpreßrohlinge, gefüllt und der Sperrschieber 46 geöffnet.

Aufgrund der Schwerkraft fällt das Gut 90 nach unten und trifft auf das grob kegelspitzförmig aufgespannte Schirmtuch 58. Durch die zentral mittige Anordnung wird das Gut 90 radial abgelenkt, und zwar gleichmäßig in allen radialen Richtungen, und sanft geneigt nach unten in Richtung Umwälzkammer 52 geführt. Vom äußeren Ende des Schirmtuches fällt es dann eine geringe Wegstrecke in die Umwälzkammer 52 hinunter.

Staubanteile 92, die im Gut 90 enthalten sind, werden durch das Schirmtuch 58 zurückbehalten.

Dazu weist das Schirmtuch 58 eine maschenartige Oberflächen­ struktur auf, durch welche die Staubanteile 92 des Gutes 90 zurückbehalten werden.

Das Schirmtuch 58 selbst ist auf dem Schirmgestänge, und zwar den Streben 70, aufgespannt.

Soll das Gut 90, nachdem es in die Umwälzkammer 52 verteilt worden ist, noch glattgestrichen oder noch gleichmäßiger verteilt werden, so kann der Antrieb 64 in Betrieb gesetzt werden, und der gesamte Schirm dreht sich, wobei die Paddel 76 das Gut gleichmäßig verteilen. Um unterschiedlichen Guthöhen angepaßt werden zu können, ist ein hier nicht näher dargestellter Axialversteller vorgesehen, um den Schirm etwas anheben oder absenken zu können.

Nach dem Befüllen wird der Sperrschieber 46 geschlossen und über den Einlaß 16 ein gasförmiges Medium, beispielsweise heiße Luft, eingeführt. Dieses Prozeßgas tritt feinst gleichmäßig verteilt an die Unterseite des Bodens 22 heran und wird durch die Leitplatten etwa horizontal und umfänglich gerichtet in die Umwälzkammer 52 eingedrückt.

Dadurch bildet sich unter dem umzuwälzenden Gut eine Art Luftkissen aus. Das in der Umwälzkammer 52 ansteigende Prozeßgas wälzt das Gut 90 um und bewegt es ringförmig um die zentrale Mittelachse 61 in der Umwälzkammer 52 in einer Luftgleitschicht herum.

Nachdem das Medium 17 das Gut 90 von unten nach oben durchströmt hat, tritt es über die Öffnung 35 in das Tauchrohr 30 ein und wird in diesem von unten nach oben aus der Apparatur 10 abge­ führt. Das Tauchrohr 30 arbeitet somit als Abluft-Zentralrohr. Die radial äußeren ansteigenden Prozeßgasmengen treten von der Außenseite, also von der Seite, auf der die Staubanteile gefangen sind, durch das Schirmtuch 58 durch und können dabei, falls dies erwünscht ist, diese Staubpartikel mit in das Tauchrohr 30 reißen. Auf jeden Fall ist durch diese Gasführung sicherge­ stellt, daß die Staubanteile nicht in das umgewälzte Gut 90 in der Umwälzkammer 52 gelangen können.

Über den Ringspalt 36 können Staubanteile, die im umwälzenden Gut 90 enthalten sind, in das Tauchrohr 30 abgesaugt werden.

Zum Beschichten des Gutes 90 werden die Düsen 25 und 27 des Bodens 22 aktiviert, beispielsweise um die Tabletten zu beschich­ ten (coaten).

Nach Beendigung des Behandlungsvorganges wird die Gaszufuhr gestoppt, der Behälter 12 angehoben, also um das Scharnier 78 verschwenkt; die seitlichen Entleerklappen 48 und 49 werden geöffnet und der Behälter 12 seitlich entleert.

In den Fig. 3 und 4 ist die Apparatur in einem anderen Rüstzustand dargestellt und ist in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10′ versehen.

Gleiche Bauteile wie bei der zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Apparatur sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die Bauelemente betreffend den Behälter, das Sockelteil und den Deckel 38 unverändert sind.

Im Gegensatz zu der Ausgestaltung des Tauchrohres 30 von Fig. 1 ist dessen oberer Abschnitt 32 abgenommen und wurde durch einen Verkleinerungskragen 80 ersetzt.

Der Verkleinerungskragen 80 weist einen unteren zylindrischen Abschnitt 82 auf, dessen Durchmesser exakt dem Durchmesser der Ringwand 28 entspricht.

Am oberen Ende weist der Verkleinerungskragen 80 einen konischen Abschnitt 84 auf, der am oberen Ende eine Öffnung 86 für den Eintritt des Prozeßgases aufweist, die in etwa der Öffnung 35 des Tauchrohres 30 entspricht. Ein Ringboden 88 des Verkleine­ rungskragens deckt den inneren Kranz 24 des Bodens 22 ab, so daß durch diesen inneren Kranz kein Prozeßgas hindurchtreten kann. Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß eine kleinere Umwälzkammer 52′ gebildet wird, nämlich zwischen der Außenseite des durchmessergrößeren unteren zylindrischen Abschnittes 82 des Verkleinerungskragens 80 und der Innenwand des Behälters 12. Dadurch ist es möglich, mit kleineren Chargen, aber an sich gleichen Füllhöhen die Apparatur 10′ zu betreiben.

Der Verkleinerungskragen 80 ist so auf der Ringwand 28 aufge­ setzt, daß ein Ringspalt 87 zwischen Oberkante der Ringwand 28 und Unterkante des unteren zylindrischen Abschnittes 82 des Verkleinerungskragens 80 vorhanden ist.

Dadurch wird dann die zuvor beschriebene, radial nach innen gerichtete Absaugung der im umgewälzten Gut 90 anfallenden Staubanteile bewerkstelligt.

Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß das Gestänge 56 des Schirmes an sich gleich ist, es ist lediglich ein größeres Schirmtuch 94 aufgespannt, das sich bis in etwa auf Höhe des zylindrischen Abschnittes 82 des Verkleinerungskragens 80 erstreckt.

Dementsprechend sind dann auch die sich in vertikalen Radial­ ebenen erstreckenden Paddel 96 entsprechend kurz ausgebildet, damit diese in die kleinere Umwälzkammer 52′ passen.

Der Befüllvorgang, der Betrieb und das Entleeren sowie eine nachfolgende Reinigung sind identisch wie bei der zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Apparatur 10.

Claims (4)

1. Fließbettapparatur zum Behandeln granulatförmigen Gutes 90, mit einer über einen Deckel (38) verschlossenen ringförmigen Umwälzkammer (52, 52′), über deren Boden (22) ein gasförmiges Medium (17) in die Umwälzkammer (52, 52′) einführbar ist, und mit einem mittigen, oben offenen Tauchrohr (30), über das das Medium (17), nachdem es das Gut (90) von unten nach oben durchströmt hat, von oben nach unten gerichtet aus der Umwälzkammer (52, 52′) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittig auf dem Deckel (38) eine Befüllvorrichtung (42) angeordnet ist, und daß in der Apparatur (10), über dem Tauchrohr (30), ein Schirm (54) angeordnet ist, über den das von der Befüll­ vorrichtung (42) abfallende Gut (90) radial nach außen gelenkt und schräg nach unten in Richtung Boden (22) geführt wird, und daß das Material des Schirmtuches (58, 94) so gewählt ist, daß es Staubanteile (92) des Gutes (90) zurückbehält, das gasförmige Medium (17) jedoch durchtreten kann.

2. Fließbettapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gestänge (56) des Schirmes (54) eine Stange (60) aufweist, die sich in der Längsachse (61) des Tauchrohres (30) erstreckt und in diesem stehend gehalten montiert ist.

3. Fließbettapparatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Streben (70) des Schirmtuches (58, 94) über die Schirmfläche hinaus verlängert sind und am äußeren Ende Paddel (76) tragen, die in das Gut (90) eintauchen, und daß der Schirm (54) über einen Antrieb (64) drehbar ist.

4. Fließbettapparatur nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gestänge (56) des Schirmes (54) Leitungen für ein flüssiges Reinigungsmittel und Düsen (74) aufweist, um dieses zu versprühen.