DE202004003733U1

DE202004003733U1 - Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln

Info

Publication number: DE202004003733U1
Application number: DE200420003733
Authority: DE
Original assignee: HEINEN TROCKNUNGSTECHNOLOGIE G; HEINEN TROCKNUNGSTECHNOLOGIE GmbH
Current assignee: HEINEN GMBH, DE
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2014-03-11

Abstract

Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln mit einem Behälter (2), der einen Anströmboden (4) mit einer Vielzahl von Öffnungen (8, 9) zum Zuführen von Prozeßluft und eine Ausnehmung (7) aufweist, in der eine nach oben gerichtete Düse (6) zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (4) derart ausgebildet ist, daß durch die Anströmboden (4) zugeführte Prozeßluft zur Ausnehmung (7) für die Düse (6) gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln mit einem Behälter, der einen Anströmboden mit einer Vielzahl von Öffnungen zum Zuführen von Prozeßluft und eine Ausnehmung aufweist, in der eine nach oben gerichtete Düse zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der WO 01/37980 A2 beschrieben. In dem hier vorgesehenen Behälter ist ein zentrales Rohr, das auch als Steigrohr oder Wursterrohr bezeichnet wird, vorgesehen, in dem die Partikel mit Hilfe der in der Ausnehmung angeordneten Düse beschichtet werden und in dem Steigrohr emporsteigen. Außerhalb des Steigrohres ist in dem Behälter eine Rückführzone gebildet, in der die Partikel unter Einwirkung des Prozeßgases und des Sprühstrahls von unten nach oben geführt werden und anschließend über einen unteren Spalt zurück in das Steigrohr gelangen.
Weitere derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der WO 95/20432, der CH 645 035 und der US 4,858,552 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine besonders hohe Beladung mit Partikeln gestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln mit einem Behälter, der einen Anströmboden mit einer Vielzahl von Öffnungen zum Zuführen von Prozeßluft und einer Ausnehmung aufweist, in der eine nach oben gerichtete Düse zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen ist, ist es erfindungswesentlich, daß der Anströmboden derart ausgebildet ist, daß durch den Anströmboden zugeführte Prozeßluft zur Ausnehmung für die Düse gerichtet ist. Durch das Zuführen der Prozeßluft oder eines Inertgases zum Zentrum hin entsteht beim Zusammentreffen der Prozeßluft aus mehreren Richtungen ein aufwärts gerichteter Venturi-Effekt. Die zu beschichtenden Partikel werden in gleicher Weise durch die Prozeßluft mitgerissen und wie durch ein unsichtbares Rohr aufwärts bewegt.
Die Vorrichtung ist bevorzugt zur Durchführung eines Wirbelschichtverfahrens ausgebildet. Die Partikel sollen dabei beschichtet werden. Dies ist zum Beispiel in der Medizin von Bedeutung, bei der bestimmte medizinische Wirkstoffe mit Schichten überzogen werden, die ein zu frühes Wirksamwerden der Wirkstoffe verhindern sollen. Ebenso kann dadurch auch verhindert werden, daß im Mund ein unangenehmer Geschmack entsteht. Auch im Bereich von Aromen, die auf Zucker beispielsweise aufgebracht werden können oder bei der Beschichtung von Saatgut, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen. Eine Vielzahl weiterer Einsatzmöglichkeiten sind ebenfalls gegeben.
Der Behälter ist in seinem Inneren bevorzugt als ein einziger, durchgehend offener Raum ausgebildet. Insbesondere ist der Behälter im Innenbereich rohrfrei bzw. frei von körperlichen Führungen ausgebildet. Insbesondere wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kein Wursterrohr benötigt. Bevorzugt ist mindestens ein Teil der Öffnungen in dem Anströmboden derart ausgebildet, daß die Öffnungen jeweils einen parallel zum Ausströmboden zur zentralen Ausnehmung hin gerichteten Auslaß aufweisen. Bevorzugt sind die Öffnungen nach drei Seiten und nach oben geschlossen ausgebildet, so daß nur ein schmaler offener Spalt verbleibt, durch den die Prozeßluft gerichtet austritt. Dabei sind die Öffnungen bevorzugt konzentrisch um die Ausnehmung angeordnet. Bevorzugt sind mindestens drei Ringe, bevorzugt sechs Ringe, mit Öffnungen konzentrisch um die Ausnehmung mit zur Ausnehmung hin gerichteten Auslässen ausgebildet.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind direkt benachbart zur Ausnehmung im Anströmboden auf die Ausnehmung gerichtete Öffnungen vorgesehen. In einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung weist der Anströmboden in einem Randbereich eine Kette, insbesondere einen Ring, von gerichteten Öffnungen auf, wobei jede einzelne Öffnung auf die in der Kette benachbarte Öffnung gerichtet ist. Bevorzugt ist diese Kette als Ring, insbesondere Kreis, im Randbereich ausgebildet, wobei die Öffnungen so ausgerichtet sind, daß eine kreisförmig im Randbereich verlaufende Strömung erzeugt wird. Dadurch wird erreicht, daß im Randbereich keine Partikel abgelagert werden, sondern wieder dem umlaufenden Prozeß zugeführt werden.
In einer anderen bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist der Antrömboden als eine einstückige Scheibe bzw. Platte ausgebildet, in die Öffnungen hineingestanzt sind. Bevorzugt sind die einzelnen Öffnungen dabei mit einem schräg oder winklig zum Anströmboden verlaufenden Deckenbereich, zwei Seitenwänden und einem seitlichen Austrittsspalt ausgebildet. Nach unten, also im Bereich des Anströmbodens, ist diese derartig ausgebildete Öffnung offen ausgebildet. In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung weist der Anströmboden mehrere Ausnehmungen mit Düsen zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit auf, wobei um jede Ausnehmung herum ein Teilbereich des Anströmbodens derart ausgebildet ist, daß durch den jeweiligen Teilbereich des Anströmbodens zugeführte Prozeßluft zur jeweiligen Ausnehmung des Teilbereichs geführt ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Anströmboden zur Verwendung in einer oben beschriebenen Vorrichtung. Es besteht nämlich die Möglichkeit, den oben beschriebenen Anströmboden in bereits bestehenden Vorrichtungen nachzurüsten und auf diese Weise bestehende Vorrichtungen auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung umzurüsten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
1: einen Querschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2: eine Draufsicht auf einen Anströmboden einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
3: eine geschnittene Querschnittsansicht einer Öffnung in einem Anströmboden einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einem Behälter 2 mit Behälterwänden 3 dargestellt. Der Behälter ist an seinem unteren Endbereich durch einen Anströmboden 4 abgeschlossen, der eine zentrale Öffnung 7 aufweist. In dieser zentralen Öffnung 7 ist ein höhenverstellbares Sprühsystem 5 mit einer Düse 6 vorgesehen, durch die eine Beschichtungsflüssigkeit in den Behälter 2 gesprüht wird. In dem Anströmboden 4 sind Öffnungen 8, die als auf die Ausnehmung 6 gerichtete Luftspalte ausgebildet sind, vorgesehen, durch die Prozeßluft aus dem Bereich 10 in den Behälter 2 strömt. Durch das Zusammentreffen der Prozeßluft aus allen Richtungen im Bereich der Düse 6 entsteht ein aufwärts gerichteter Venturi-Effekt. Die zu beschichtenden Partikel werden in gleicher Weise durch die Prozeßluft mitgerissen und wie durch ein unsichtbares Rohr aufwärts bewegt. Der aufwärts gerichtete Luft- und Partikelstrom verursacht eine Sogwirkung vom äußeren Bereich des Anströmbodens 4 hin zur Öffnung 7 im Zentrum des Anströmbodens 4. Während der gesamten Prozeßdauer kommt es dabei zu einer gleichmäßig zirkulierenden aber aufwärts gerichteten Bewegung der zu beschichtenden Partikel, vergleichbar mit einer Fontaine. Die beschriebene Bewegung der Partikel sorgt für ein halbkugelförmiges Vakuum oberhalb der Düse 6. Dadurch bedingt wird eine optimale Zerstäubung der Beschichtungsflüssigkeit erreicht. Tritt nun der fein zerstäubte Flüssigkeitsnebel in Kontakt mit dem von der Horizontalen in die Vertikale umgelenkten Partikelstrom, kommt es zu einer sehr gleichmäßigen Beschichtung der Partikel. Im äußeren Bereich des Anströmbodens 4 sind nach außen oder tangential angeordnete Öffnungen 9 vorgesehen, die gewährleisten, daß keine Partikel die Möglichkeit haben, sich im Übergangsbereich zwischen Behälterwand 3 und Anströmboden 4 abzusetzen oder anzuhaften. Die so erreichte Luft- und Partikelbewegung sorgt gleichzeitig für ein schnelles und gleichmäßiges Abtrocknen der beschichteten Partikeloberflächen durch die warme Prozeßluft oder ein Inertgas. Am oberen Ende der Fontaine reicht die Transportenergie der Luft nicht mehr aus, um die Partikel weiter aufwärts zu fördern. Dort geht die Bewegung der Partikel mehr und mehr in die Horizontale über, bis schließlich die Partikel in der Nähe der Behälterwand 3 wieder herabfallen. Durch diese Bewegung ist es möglich, mehr als 75 % des gesamten Behälters 2 mit Partikeln im Ruhezustand aufzufüllen. Dadurch und wegen der zusätzlichen schnellen Produktabtrocknung werden besonders hohe Sprühraten und besonders effektive Beschichtungsprozesse erreicht. Der Betrieb der Vorrichtung erfolgt chargenweise, d.h., daß der Behälter mit Partikeln befüllt wird, die Partikel eine Zeit lang im beschriebenen Kreislauf verbleiben und nach einer bestimmten Zeitdauer die beschichtete Charge von Partikeln entnommen und der Behälter neu gefüllt wird.
In 2 ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Anströmboden 4 dargestellt. Im Zentrum ist die Ausnehmung 7 für die darin zu plazierende Düse vorgesehen. Konzentrisch um die Ausnehmung 7 sind ringweise Öffnungen 8 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sechs konzentrische Ringe mit Ausnehmungen 8 vorgesehen, die jeweils an drei Seiten und nach oben geschlossen sind, so daß lediglich ein parallel zum Anströmboden 4 ausgerichteter offener Luftspalt verbleibt, der auf die Ausnehmung 7 gerichtet ist. Der äußerste Ring weist eine Reihe von tangential ausgerichteten Öffnungen 9 auf, die eine umlaufende Strömung im Außenbereich erzwingen, so daß sich dort kein Material ablagern kann.
In 3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Öffnung 8 in dem Anströmboden 4 dargestellt. Die Öffnung 8 ist im dargestellten Bereich 14 im Bereich des Anströmbodens 4 offen ausgebildet, so daß hier Prozeßluft einströmen kann und von dem schräg ausgebildeten Deckenbereich 11 und zwei Seitenwänden 12 umgelenkt und durch den seitlichen Austrittsspalt 13 parallel zum Anströmboden 4 in Richtung der Ausnehmung 7 ausströmt. Eine derartige Ausnehmung 8 läßt sich durch einen Stanzprozeß in dem Anströmboden 4 erzeugen. Durch die so gewählte Form der Öffnung 8 entsteht ein gleichmäßiger Luftdruck in allen Öffnungen 8 des Anströmbodens 4, so daß alle Austrittsspalten 13 gleichmäßig durch ausströmende Prozeßluft vor einem Eintritt von Partikeln durch den Austrittsspalt 13 geschützt sind.

Claims

Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln mit einem Behälter (2), der einen Anströmboden (4) mit einer Vielzahl von Öffnungen (8, 9) zum Zuführen von Prozeßluft und eine Ausnehmung (7) aufweist, in der eine nach oben gerichtete Düse (6) zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (4) derart ausgebildet ist, daß durch die Anströmboden (4) zugeführte Prozeßluft zur Ausnehmung (7) für die Düse (6) gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) in seinem Inneren als ein einziger, durchgehend offener Raum ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Öffnungen (8) in dem Anströmboden (4) ausschließlich einen parallel zum Anströmboden (4) zur Ausnehmung (7) gerichteten Auslaß aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) konzentrisch um die Ausnehmung (7) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) in mindestens drei Ringen, bevorzugt in sechs Ringen, konzentrisch mit zur Ausnehmung (7) hin gerichteten Auslässen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß direkt benachbart zur Öffnung (7) im Anströmboden (4) auf die Ausnehmung (7) gerichtete Öffnungen (8) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (4) in einem Randbereich eine Kette, insbesondere einen Ring von gerichteten Öffnungen (9), aufweist, wobei jede einzelne Öffnung (9) auf die in der Kette benachbarte Öffnung (9) gerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (4) einstückig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8, 9) in dem Anströmboden (4) gestanzt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmboden (4) mehrere Ausnehmungen (7) mit Düsen (6) zum Einsprühen einer Beschichtungsflüssigkeit aufweist und daß um jede Ausnehmung (7) herum ein Teilbereich des Anströmbodens (4) derart ausgebildet ist, daß durch den jeweiligen Teilbereich des Anströmbodens (4) zugeführte Prozeßluft zur jeweiligen Ausnehmung (7) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8, 9) einen schräg ausgebildeten Deckenbereich (11), zwei Seitenwände (12) und einen seitlichen Austrittsspalt (13) aufweisen.
Anströmboden für eine Vorrichtung zum Beschichten und/oder Granulieren von Partikeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche.