DE2218729B1 - Vorrichtung zum mischen und granulieren - Google Patents
Vorrichtung zum mischen und granulierenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
- B01F27/627—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis the receptacles being tiltable, e.g. for emptying
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/10—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in stationary drums or troughs, provided with kneading or mixing appliances
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Granulieren von pulverförmigen Substanzen
gegebenenfalls unter gleichzeitiger Zugabe von Additiven, insbesondere von Dampf, BefeuchUingsmitteln,
Gleitmitteln, Klebemitteln, Antiklebemitteln, Farbstoff u. ä.
Zur Herstellung von pulverförmigem Gut, wie z. B. Arzneimitteln, Backpulvern u. ä. aus mehreren Substanzen
(Wirkstoffen, Uilfsstoffen, Füllstoffen usw.), sind eine Vielzahl von Verfahrensschritten zu durchlaufen,
insbesondere wenn aus diesem pu'verförmigen Gut Tabletten hergestellt werden sollen. Es handelt
sich im wesentlichen um die Dosierung, Mischung, Granulation, Trocknung im Falle der Naßgranulation,
die Siebnng zur Erzielung einer geeigneten Korngröße und gegebenenfalls 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 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, gegebenenfalls gesundheitsschädliche Staubbelästigung des Bedienungspersonals
entsteht. Bekannt ist eine Vorrichtung (deutsche Auslegeschrift 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 unu 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 gegebenenfalls 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.
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. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter in derjenigen
senkrechten Ebene, in der die Trommelachse und die Welle liegen, 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
Wende! handeln, die sich über die gesirnte Lange 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. Dir Behälter ist 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
gegebenenfalls auch ein Filter und oder ein Flüssigkeits- und Dampfabscheider eingeschlossen sind, eingeschaltet
werden. Dadurch wird die Lufiwirbeltrocknung 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 "ine Gas-Suspension der Granulatpartikeln bewirkt.
Ein derartiger Gas-SuspensionsprozcÜ eignet sich auch zur Coatierung. Hierbei werden die im
Wirbelbett schwebenden Partikeln des Granulats mit einem Lösungsmittel besprüht, in dem Wirkstoffe gelöst
sind. Nach Verdampfen des Lösungsmittels sind die einzelnen Partikel mit einer Wirkstoffschicht
überzogen.
Eiii besonderer Vorteil der erfindungsgemäßeii
Vorrichtung besteht darin, daß sie die Verwendung einer Sieb- und Austragseinrichtung gestattet, die im
Gegensatz zu den bisher üblichen Siebmaschinen jede Entmischung vermeiden. Hierzu wird in dem für
die pulverförmig? 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
Mischvorgang nicht unterbrochen zu werden braucht.
Der Vorteil './es erfindungsgemäßen Misch- und
Granulierwerks besteht darin, daß es die Herstellung von Pulvern u.i.i Granulaten gestattet, ohne daß
diese Pulver und Granulaie auf dem Wege des Mischens,
Granulierens, Trocknens und Siebens mit der Außenwelt in Berührung kommen und transportiert
werden müssen. Weitere Vorteile und Einzelheiten der techiiichen Ausführung ergeben sich aus Jer
Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfind .ing :gemäßen
Misch- und Granuliermaschine,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Austrags- und Siebeinrichtung 16,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Austrags- und Siebeinrichtung 16,
F i g. 3 eine Schema-Zeichnung des Trocknungsvorganges.
In F i g. 1 ist die zylindrische Trommel 1 um eine Schwenkachse 5 schwenkbar in dem Gestell 6 gela-
iä gert. 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 mir wählbarer Drehrichtung angetrieben. Dio zylindrische Trommel ist mittels des Schwenkantriebes?,
z.B. einer durc' einen Motor angetriebenen Gewindespindel um die Xchse 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. Über Vakuumstutzen 12 kann
in der Trommel ein Vakuum hergestellt werden. Eine Siebeinrichtung 13 dient dazu, den Austritt von pulverförmigen
Bestandteilen in den Vakuumstutzen zu verhindern. Öffnung 14 mit Filter 33, das z. B. als
Sinterfilter ausgeführt sein kann, dient der Zuführung von Gasen. Die Auslaßöffnung 15 ist mit einem
Flansch versehen. Sie kann durch eine Platte abgeschlossen oder mit weiteren Einrichtungen versehen
werden. In F i g. 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 tin 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 Welle 21 aus zunächst radial nach außen weisen und
sodann gegen die Drehrichtung der Welle 21 abgebogen sind. Die Welle 21 wird durch den Motor 22 angetrieben.
Durch Wahi der Förderrichtung der Wendel 3 und der Neigung der Trommel gelingt es, eine Förderwirkung
gegen oder mit der durch die Schwerkraft hervorgerufenen Förderung und damit unterschiedliche
Misch-, Knet- und Wirbelverhältnisse in der Trommel und den darin enthaltenen Substanzen hervorzurufen.
In der waagerechten Stellung tier Trommel ist insbesondere eine schonende Mischung möglich, die das
Befüllen Jer Trommel, das Mischen und das Trocknen der Mischung bzw. des Granulats im Vakuum
erlaubt. Bei Schwenkung der Trommel im Rechtssinne und gleichzeitiger Förderrichtung Jer Wendel 3
nach rechts werden die Produktpartikeln mit starker Friktion gegeneinander und gegen die Wände gepreßt.
Diese Position eignet sich insbesondere für
den Kompaktierungsvorgang bei der Granulation 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 Trägerpartikeln.
Durch Schwenken der Trommel 1 im Linkssinne
und gegebenenfalls 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 darüber hinaus 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 wird, 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
Hcißluftkreislauf 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 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 30 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 SchwerVraft einerseits und die Wendelförderung andererseits hervorgerufene Durchmischung des Wirbelbetts
eine schnellstmögliche Trocknung nach dem Luft-Suspensions-Prinzip gewährleistet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Mischen und Granulieren von pulverförmigen Substanzen gegebenenfalls
unter gleichzeitiger Zugabe von Additiven, insbesondere von Dampf, Befeuchtungsmitteln, Gleitmitteln,
Klebemitteln, Antiklebemitteln, Farbstoffen u. ä., bestellend aus einem trommelfürmigen
geschlossenen Behälter, 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 (1) in derjenigen senkrechten Ebene, in der die Trommelachse und
die Welle (2) liegen, schwenkbar ist.
2. VorricMung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Misch-, Rühr- und Fördereinrichtungen (3) in beiden Richtungen antreibbar
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine in beiden Drehrichtungen antreibbare
Wendel (3), welche au.= mehreren in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Teilabschnitten
besteht, die sich in Förderrichtung teilweise überdecken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem für die pulverförmige
Substanz vorgesehenen Ausla0 (15) des Behälters
ein Sieb (18) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspi„eh 4, 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.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Inneren des
Siebs eine rotierende Austragseinrichtung befindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragseinrichtung (16)
aus zumindest einem an einer rotierenden Welle (21) befestigten Blech (20) besteht, das sich über
die gesamte Sieblänge und über den Radius des Siebes derart erstreckt, daß das den Innenmantel
des Siebes abstreifende Ende des Blechs (20) gegen die Drehrichtung der Welle (2) abgebogen
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter an sich vorzugsweise
diagonal gegenüberliegenden Stellen Anschlußstutzen (10, 12) für die Umwälzung von
Gasen besitzt und daß sich über dem am Boden befindlichen Anschlußstutzen (14) für den Einlaß
der Gase ein feinkörniges Filter (33), vorzugsweise ein Sinterfilter, befindet.
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