DE2218729A1

DE2218729A1 - Misch- und granuliervorrichtung

Info

Publication number: DE2218729A1
Application number: DE2218729A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing Gergely
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1972-04-18
Filing date: 1972-04-18
Publication date: 1973-12-06
Also published as: AT329013B; ATA278573A; CH590078A5; DE2218729B1; US3946996A

Description

Bag.

B a r m a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Misch- und Granuliervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Granulieren von pulverförmlgen Substanzen ggf. unter gleichzeitiger Zugabe von Additiven, wie z.B. Dampf, Befeuchtungsmitteln, Gleitmitteln, Klebemitteln, Antiklebemitteln, Farbstoff und ähnlichem.

Zur Herstellung von pulverförmigem Gut wie z.B. Arzneimitteln, Backpulvern und ähnlichem aus mehreren Substanzen (Wirkstoffen, Hilfsstoffen, Füllstoffen usw.) sind eine Vielzahl von Verfahrensschritten zu durchlaufen, insbesondere wenn aus diesem pulverförmigem Gut Tabletten hergestellt werden sollen. Es handelt sich im wesentlichen um die Dosierung, Mischung, Granulation, Trocknung im Falle der Naßgranulation, die Siebung zur Erzielung einer geeigneten Korngröße und ggf. um die Beimengung von Klebemitteln, Gleitmitteln und sonstigen für die Tablettierung erforderlichen Hilfsmitteln.

Zur Herstellung eines tablettierfähigen Gemisches muß das pulverförmige Gut also nacheinander eine Mischmaschine, eine Granuliermaschine, einen Trockner, eine Siebvorrichtung und zur Herstellung der Endmischung

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wiederum eine Mischmaschine durchlaufen. Dieses Verfahren ist aufwendig und technisch unvollkommen, da auf den in das Verfahren eingeschlossenen Transportwegen die Gefahr der Entmischung sowie eine erhebliche/ ggf. gesundheitsschädliche Staubbelästigung des Bedienungspersonals entsteht. Bekannt ist eine Vorrichtung (DAS 1 060 093) bei der man eine gepulverte Mischung von Hilfs- und Wirkstoffen über die Dampfphase mit an sich bekannten Benetzungsmitteln behandelt und die befeuchtete Mischung im Vakuum trocknet. Dabei wird die Mischung während der Befeuchtung und während des Trocknens in kontinuierlicher Bewegung gehalten.

Durch diese Vorrichtung und nach diesem Verfahren soll der Misch-, Granulier- und Trocknungsvorgang in einer Maschine ausgeführt werden können. Die Vorrichtung eignet sich jedoch nicht für die erforderlichen Mischvorgänge und nur begrenzt für die Granulation, da das angewandte Rotationsmischprinzip leicht zur Entmischung führt und auch die Knet- und Granulierwirkung nur unvollkommen ist. Ferner besteht die Gefahr, daß beim Ausschütten des Granulats aus der Vorrichtung, bei der anschließenden Siebung sowie ggf. bei der Beimengung von Gleit- und sonstigen Hilfsstoffen und der endgültigen Siebung wiederum eine Entmischung und Staubbelästigung stattfindet.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die oben geschilderten Verfahrensstufen zur Herstellung tablettierfähiger Gemische von der Mischung bis zur Austragung des tablettierfähigen Granulats vorgegebener Zusammensetzung und Korngröße in ein- und derselben Maschine vorgenommen werden können.

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Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung aus einem trommeiförmigen geschlossenen Behälter besteht, in dem sich eine angetriebene in der Trommelachse liegende Welle ' befindet, die Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen trägt* wobei diese Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen sich über die gesamte Trommellänge erstrecken und bis zur Trommelwandung reichen und ihre Förderrichtung, parallel zur Trommelachse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter in der senkrechten Ebene, in der die Trommelachse und die Welle (2) liegt, schwenkbar ist.

Die Misch-, Rühr- und Fördereinrichtung kann in beiden Richtungen antreibbar sein, um wahlweise eine Förderwirkung mit oder gegen die Schwerkraft erzielen zu können.

Vorteilhafterweise ist der Behälter vakuumdicht verschließbar. ' _. ■ · . ' Bei der Misch-, Rühr- und Fördereinrichtung kann es sich um eine in beiden Drehrichtungen antreibbare Wendel handeln, die sich über die gesamte Länge des Behälters erstreckt und deren Achse in der Schwenkebene des Behälters liegt. Die Wendel kann auch aus mehreren in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Teilabschnitten zusammengesetzt sein, wobei sich die Teilabschnitte in Förderrichtung teilweise überdecken. Dadurch wird die Mischwirkung wesentlich verbessert. Der Behälter 1st ferner beheizbar und kann mit einer Siebvorrichtung versehen werden, die der Austragung des hergestellten Granulats und der Herstellung einer geeigneten Korngröße dient und gewährleistet, daß dabei keine Entmischung stattfindet.

Der vakuumdichte Behälter kann über entsprechende Anschlüsse in einen Heißluftkreislauf, in den ggf. auch ein Filter und/oder ein Flüssigkeits- und Dampfabscheider

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eingeschlossen sind, eingeschaltet werden. Dadurch wird die Luftwirbeltrocknung eines nach dem Naßverfahren hergestellten Granulats in dem Behälter möglich. Die Verwirbelung und damit der Trocknungs- und Mischeffekt kann durch ständig hin- und hergehende Schwenkung des Behälters verstärkt werden.

Eine optimale Trocknung nach dem Wirbelschichtverfahren wird dadurch möglich gemacht, daß über dem am Boden befindlichen Anschlußstutzen für den Einlaß der Trocknungsgase ein feinkörniger Filter, vorzugsweise Sinterfilter angebracht wird, der eine gleichmäßige Verteilung des Gasstroms und damit eine Gas-Suspension der Granulatpartikel bewirkt. Ein derartiger Gas-Suspensionsprozeß eignet sich auch zur Coatierung. Hierbei werden die im Wirbelbett schwebenden Partikel des Granulats mit einem Lösungsmittel besprüht, in dem Wirkstoffe gelöst sind. Nach Verdampfen des Lösungsmittels sind die einzelnen Partikel mit einer Wirkstoffschicht überzogen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie die Verwendung einer Siebund Austragseinrichtung gestattet, die im Gegensatz zu den bisher üblichen Siebmaschinen jede Entmischung vermeiden. Hierzu wird in dem für die pulverförmige Substanz vorgesehenen Auslaß des Behälters ein Sieb angeordnet. Dieses Sieb ist als Zylinder ausgebildet, der in einem an den Behälter von außen zu befestigenden Rohrkörper konzentrisch untergebracht ist und mit dem Behälter derart kommuniziert, daß die untersten inneren Wandlinien des Behälters und des zylindrischen Siebs einen Winkel von weniger als 20° bilden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß jeder freie Fall des Granulats und damit auch eine Entmischung vermieden werden kann. Die Austragseinrichtung ist so ausgeführt, daß auch während des Sieb- und Austragsvorganges der

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Mischvorgang nicht unterbrochen zu werden braucht.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Misch*-- und Granulierwerks besteht darin, daß es die Herstellung von Pulvern und Granulaten gestattet, ohne daß diese Pulver und Granulate auf dem Wege des Mischens, Granulierens, Trocknens und Siebens mit der Außenwelt in Berührung kommen und transportiert werden müssen. Weitere Vorteile und Einzelheiten der technischen Ausführung ergeben sich aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 ,ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Misch- und Granuliermaschine;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Austrage- und Siebeinrichtung 16;

Fig. 3 eine Schema-Zeichnung des Trocknungsvorganges.

In Fig. 1 ist die zylindrische Trommel 1 um eine Schwenkachse 5 schwenkbar in dem Gestell 6 gelagert. In der Trommel befindet sich eine drehbare Welle 2, auf der Teilabschnitte von Wendeln 3 befestigt sind. Die Welle mit den Wendeln 3 wird durch Motor 4 mit wählbarer Drehrichtung angetrieben. Die zylindrische Trommel ist mittels des Schwenkantriebes 7, z.B. einer durch einen Motor angetriebenen Gewindespindel um die Achse 5 im Links- und Rechtssinne schwenkbar. Die Trommel 1 weist eine Doppelwandung auf. Die äußere Wandung 8 ist isoliert. Der Zwischenraum 9 zwischen den Wandungen kann über die öffnung 10 mit einem Heizmittel (heiße Luft, Satt- oder Heißdampf, heiße Flüssigkeiten) beschickt werden. Die Trommel 1 wird über die Einfüllöffnung 11 beschickt. Zur Entleerung dient die Auslaßöffnung 15. Ober Vakuum-

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stutzen 12 kann in der Trommel ein Vakuum hergestellt werden. Eine Siebeinrichtung 13 dient dazu, den Austritt von pulverförmigen Bestandteilen in den Vakuumstutzen zu verhindern. Die Auslaßöffnung 15 ist mit einem Flansch versehen. Sie kann durch eine Platte abgeschlossen oder mit weiteren Einrichtungen versehen werden. In Fig. 1 ist an den Flansch der Auslaßöffnung 15 eine Sieb- und Austragseinrichtung 16 mittels Flansch 23 und Schraube 24 angeflanscht. Die Austragseinrichtung 16 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 17 mit Austragsstutzen 19. In dem Gehäuse 17 befindet sich ein zylindrisches Sieb 18 von kleinerem Durchmesser. Das Sieb 18 wird von einer. Auspresseinrichtung bestrichen. Diese Auspresseinrichtung besteht im dargestellten Fall aus den Blechhälften 20, die an der Welle 21 befestigt sind. Die Bleche 20 sind so ausgebildet, daß sie von der Helle 21 aus zunächst radial nach außen weisen und sodann gegen die Drehrichtung der Welle 21 abgebogen sind. Die. Welle wird durch den Motor 22 angetrieben.

Durch Wahl der Förderrichtung der Wendel 3 und der Neigung der Trommel gelingt es, eine Förderwirkung gegen oder mit der durch die Schwerkraft hervorgerufene Förderung und damit unterschiedliche Misch-, Knet- und Wirbelverhältnisse in der Trommel und den darin enthaltenen Substanzen hervorzurufen.

In der waagerechten Stellung der Trommel ist insbesondere eine schonende Mischung möglich, die das Befüllen der Trommel, das Mischen und das Trocknen der Mischung bzw. des Granulats im Vakuum erlaubt. Bei Schwenkung der Trommel im Rechtssinne und gleichzeitiger Förderrichtung der Wendel 3 nach rechts werden die Produktpartikel mit starker Friktion gegeneinander und gegen die Wände gepreßt. Diese Position eignet sich insbesondere für den Kompaktierungsvorgang bei der Granu-

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lation sowie zum Dotieren des Gemisches mit kleinen Mengen von Wirkstoffen. Zur Dotierung werden die Wirkstoffe durch einen auf die Austragsöffnung 15 zu setzenden Stutzen unter Vakuum in gelöster Form eingesaugt. Dabei durchdringt das Lösungsmittel die vor der öffnung 15 befindliche Substanz und wird in diese eingemischt, während sie gleichzeitig verdampft. Dadurch ergibt sich größte statistische Sicherheit, für eine uniforme Verteilung der Wirkstoffe auf die Trägerpartikel.

Durch Schwenken der Trommel 1 im Linkssinne und ggf. gleichzeitiger Wendelförderung nach links kann die Austragsvorrichtung 15 freigelegt werden. Dort können nunmehr z.B. Sieb- und Austragseinrichtungen der beschriebenen Art oder sonstige Geräte' angebracht werden. In dieser Position kann vorteilhaft der Trocknungsvorgang oder der Austragsvorgang begonnen werden. Bei dem Austragsvorgang wird die Substanz durch allmähliches Verschwenken der Trommel in die Horizontale und darüberhinaus langsam bei ständiger Fortsetzung des Mischvorgangs ausgeschüttet, gesiebt und ausgetragen. Dadurch wird die Gefahr der Entmischung vermieden.

Zum anderen entsteht insbesondere dann, wenn die Wendel mit einer Förderrichtung gegen die Schwerkraftförderung betrieben werden, eine intensive Luftdurchmischung, so daß ein guter Trocknungseffekt entsteht.

In Fig. 3 ist der Trocknungsvorgang schematisch dargestellt. Die Trommel 1 mit der Wendel 3 ist über Anschlußstutzen 2 und Anschlußstutzen 30 in einen Heißluftkreislauf eingeschaltet. Der Heißluftkreislauf besteht aus dem Wärmetauscher 25, wo die aus dem Stutzen 2 abgesaugte Luft erhitzt wird. Die Absaugung und Förderung der Luft geschieht durch ein Zentrifugalgebläse 26. Von dem Zentrifugalgebläse 26 aus wird

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die Luft durch einen Trockner 27 mit einer besonderen Trocknungsmasse 28 und von dort in eine Siebvorrichtung 29 geblasen. Es kann nunmehr bei Bedarf eine nochmalige Erwärmung der Luft in dem Wärmetauscher 32 vorgesehen werden. Der heiße Luftstrom gelangt über den Stutzen und die Siebvorrichtung 31 durch die öffnung 15 in das vor dieser liegende pulverförmige Gemisch. Diese Mischung wird durch den Luftstrom einerseits und die Misch** und Förderwirkung der Wendel andererseits kräftig durchwirbelt und intensiv getrocknet.

Die Siebvorrichtung kann dabei aus einem feinmaschigen Filtergewebe, Sinterfilter oder vliesartigem Filter bestehen. Diese Filter bewirken eine breite, gleichmäßige Verteilung des Luftstroms und damit die Ausbildung eines Wirbelbetts in dem pulvrigen Gemisch. Dadurch wird gemeinsam mit der durch die Schwerkraft einerseits und die Wendelförderung andererseits hervorgerufene Durchmischung des Wirbelbetts eine schnellstmögliche Trocknung nach dem Luft-Suspensions-Prinzip gewährleistet.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Mischen und Granulieren von pulverförniigen Substanzen ggf. unter gleichzeitiger Zugabe von Additiven wie z.B. Dampf, Befeuchtungsmitteln, Gleitmitteln, Klebemitteln, Antiklebemi tteln. Farbstoffen und ähnlichen, bestehend aus einem trommelförmigen geschlossenen Behälter, in dem sich eine angetriebene, in der Trbmmelachse liegende Welle befindet, die Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen trägt, wobei diese Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen sich über die gesamte Trommellänge erstrecken und bis zur Trommelwandung reichen und ihre Fördereinrichtung parallel zur Trommelachse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) in der senkrechten Ebene, in der die Trommelachse und die Welle (2) liegt, schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) vakuumdicht verschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen(3) in beiden Richtungen antreibbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in beiden Orehrichtungen antreibbare Wendel (3), deren Achse (2j in der Schwenkebene des Behälters liegt und die sich über die gesamte Länge des Behälters (1) erstreckt.

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5» Vorrichtung nnch Anspruch 4, dodurch gekennzeichnet, daß die Wendel (3) aus mehreren in ümfangsrichtung gegeneinander versetzten Teilabschnitten besteht, die sich in Förderrichtung teilweise überdecken.

6. Vorrichtung nach einem' oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) beheizbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter doppelwandig ausgebildet ist und öffnungen (10) zum Einlaß und Auslaß flüssiger oder gasförmiger Heizmedien vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem für die pulverförmige Substanz vorgesehenen Auslaß (15) des Behälters ein Sieb (18) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb als Zylinder (18) ausgebildet ist, der in einem an den Behälter (1) von außen zu befestigenden Rohrkörper (17) konzentrisch untergebracht ist und mit dem Behälter (1) derart kommuniziert, daß die untersten inneren Mantellinien des Behälters (1) und des zylindrischen Siebs (18) einen Winkel von weniger als 20° bilden.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß sich im Inneren des Siebs eine rotierende Aus-. tragseinrichtung befindet.

11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragseinrichtung (16) aus zumindest einem • an einer rotierenden Welle (21) befestigten Blech (2O) besteht, das sich über die gesamte Sieblänge und über

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den Radius des Siebes derart erstreckt, daß das den Innenmantel des Siebes abstreifende Ende des Blechs (20) gegen die Orehrichtung der Welle (2) abgebogen ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) einen Anschluß (12) für eine Vakuum- . pumpe (26) besitzt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Behälter (1) und Vakuumpumpe (26) ein Filter (13) angebracht ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (13) selbstreinigend ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen Dampfanschlußstutzen (10) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter an sich vorzugsweise
diagonal gegenüberliegenden Stellen Anschlußstutzen (10,12) für die Umwälzung von Gasen besitzt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,daß sidi über dem am Boden befindlichen Anschlußstutzen

(14) für den Einlaß der Gase ein feinkörniges Filter (33), vorzugsweise Sinterfilter befindet.

18.. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anschlußstutzen (10,12) für die Umwälzung von Gasen eine Pumpe (26) und ein Flüssigkeitsund Dampfabscheider (27) in einem geschlossenen

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Kreislauf anschaltbar sind.

19» Vorrichtung,nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter an seiner Innenwandung aus einem nichtrostenden polierten Material besteht.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung durch die die Funktionen der Vorrichtung in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit, Vakuum, Stromaufnahme des Antriebs und/oder andere Prozeßgrößen automatisch steuerbar sind.

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L e e r s e i t e