DE3131808C2

DE3131808C2 - Vorrichtung zum Beschichten von Granulaten wie Drageekerne mit einer Hülle und zum Austrocknen dieser Hülle

Info

Publication number: DE3131808C2
Application number: DE3131808A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8990 Bodolz Dunajtschik
Original assignee: Driam Metallprodukt GmbH and Co KG
Current assignee: Driam Metallprodukt GmbH and Co KG
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1987-04-09
Also published as: US4499847A; DE3131808A1

Abstract

Der Mantel (17) der um eine waagerechte Drehachse (9) drehbaren Dragiertrommel (8) hat ebenso wie die anschließenden Seitenwände einen Neuneck-Querschnitt, wobei in jeder Prismenfläche (21) nach innen ragende Leitvorsprünge (24) angebracht sind, die ebenso wie ein Lochblech (23) Durchbrechungen aufweisen können und mit außen angebrachten Leitkanälen (25) in Verbindung stehen, die Trocknungsluft von einem Verteiler (26) heranführen. Dadurch wird gegenüber rotationssymmetrischen Trommeln der Gleitvorgang an der Trommelwandung und damit der Abrieb gemindert, während der Rückrollvorgang entlang der Oberfläche (34) des Granulatbettes gesteigert und damit die Gleichmäßigkeit der Hüllendicke verbessert wird. Ferner ist eine Mantelöffnung (57) durch eine Verschlußklappe (58) verschließbar und durch einen Riegel zu verriegeln, der durch einen Handgriff oder zwei am Maschinenrahmen angebrachte Druckluftzylinder zwischen Schließ- und Riegelstellung verschiebbar ist. In einem Entleerungswinkel (a) kann dadurch der Trommelinhalt entleert, nach Schwenken um (b) in die Beschickungsstellung (C) aus einem Beschickungstrichter (49) heraus wieder mit neuen Drageekernen befüllt werden. Im Schwenkwinkel (c) schließt sich die Verschlußklappe und wird in der Ausgangsstellung (A) für einen neuen Dragiervorgang wieder verriegelt. Dadurch wird ein praktisch pausenloser automatischer Betrieb ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Granulaten wie Drageekerne mit einer Hülle und zum Austrocknen dieser Hülle, wobei eine die Granulate aufnehmende und um eine im wesentlichen waagerechte Trommelachse drehbar gelagerte Dragiertrommel an ihrem zur Drehachse zentrischen Trommelmantel nach innen ragende Leitvorsprünge und Lüftungsanschlüsse mit gelochten Wandteilen zum Durchleiten von gasförmigem Trocknungsmedium bzw. Trocknungsluft aufweist, die mittels an der Trommel vorgesehener Verbindungskanäle so über einen zentrisch zur Drehachse angebrachten Verteiler geführt ist, daß sie unabhängig von der Drehstellung der Trommel durch das in dieser gebildete Granulatbett hindurchgeleitet wird.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt durch die DE-OS 28 05 801. Dabei hat die Trommel ebenso wie die nach der DE- 22 49 863 einen zylindrischen Mantel, der nur auf kleiner Fläche mit als Lüftungsanschlüsse ausgebildeten Leitvorsprüngen besetzt ist, während weitere Leitvorsprünge an den kegelförmigen Seitenwänden angebracht sind. Da außerhalb der Leitvorsprünge alle Begrenzungsflächen des Innenraumes rotationssymmetrisch zur Drehachse der Dragiertrommel ausgebildet sind, ergibt sich dort während des Dragierbetriebes bei der Trommel verminderte Mitnahmekraft, d. h. die unteren Dragees zeigen verstärkte Neigung, an der Trommelwandung entlang nach unten zu gleiten. Dadurch wird die Drageehülle während des Aushärtevorganges bei örtlich ungleichmäßiger Beanspruchung erhöhtem Verschleiß ausgesetzt und erhält ungleichmäßige Dicke. Die Hülle kann dann ihre Aufgabe, den Kern zu schützen, nur ungenügend ausüben zumal die Schutzfunktion durch die Dicke der Hülle an deren schwächster Stelle bestimmt ist. Besondere Bedeutung kommt der Gleichförmigkeit der Hüllschichtdicke beim Umhüllen dünnwandiger Kapseln für flüssige Wirkstoffe in der pharmazeutischen Industrie zu.
Die Erfindung verfolgt nun die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß die Tendenz zum Gleiten der Dragees an der Trommelwandung vermindert, die Abrolltendenz an der Oberseite des Granulatbettes jedoch verbessert und dadurch die Gleichmäßigkeit der Hüllendicke gesteigert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der Trommelmantel als regelmäßiges Hohlprisma ausgebildet, und die Lüftungsvorsprünge werden an jeder der ebenen Prismenflächen des polygonalen Trommelmantels angebracht.
Durch den Übergang von der rotationssymmetrischen Ausbildung der Trommelwand zur Prismenform ergibt sich eine wesentlich gesteigerte Rückhaltekraft gegen Rutschbewegungen. Die Oberfläche des Granulatbettes kann dadurch bis über den Schüttwinkel hinaus geneigt werden, so daß die Dragees zum überwiegenden Teil an dieser Oberfläche entlang herabrollen und sich grundsätzlich ein ständiges Umladen des Bettes vornehmlich durch Bewegung an dieser Oberfläche erzielen läßt. Da im übrigen nur die ebenen Primenflächen für Reibungs- bzw. Gleitvorgänge in Betracht kommen, mindern die auf diesen Prismenflächen angebrachten Leitvorsprünge die Tendenz zum Abgleiten zusätzlich. Sie greifen innerhalb der ebenen Trommelflächen in das Bett hinein, bilden also zunächst eine Verankerung des Bettes in der Trommel, wirken aber beim Heraustreten am oberen Ende des schrägen Granulatbettes nach Art von Schaufeln, die den Beginn des Abrollvorganges begünstigen.
Behandlungstrommeln mit polygonalem Trommelmantel sind an sich bekannt. So zeigt die deutsche Offenlegungsschrift 29 36 023 eine Galvanisiertrommel mit einem tragenden Stabkäfig, wobei zwischen den achsparallel verlaufenden Mantelstäben einzelne perforierte Platten eingefügt sind. Dabei kann die Sprühflüssigkeit durch diese Perforationen ablaufen, und die wulstartig nach außen ragenden Mantelstäbe ermöglichen die getrennte Abdichtung von Teilbereichen am Trommelumfang. Für die Gestaltung von Dragiertrommeln läßt sich dieser Schrift jedoch keine Lehre entnehmen, da die dort auftretenden Probleme völlig andere sind.
Die Eingriffswirkung des Prismenmantels ist vergleichbar mit der eines Mehrkant-Schraubenschlüssels. Dabei ist das übertragene Drehmoment bei Verwendung eines quadratischen Ringschlüssels normalerweise größer als bei einem Sechskantschlüssel. Bei einer quadratischen Trommel sind aber, da ja das Granulatbett nur einen kleineren Teil des Trommelinhalts ausfüllt, die schließlich bei einem Kippunkt einsetzenden Gleitvorgänge schon wesentlich größer als bei einer Sechsecktrommel. Zudem lassen sich bei einer Sechsecktrommel augenblicklich nur die Lüftungsanschlüsse einer einzigen Prismenfläche mit hinreichendem Abstand unterhalb der Oberfläche des Granulatbettes halten, was für eine gleichmäßige Durchtrocknung der Hülle nicht ausreicht. Andererseits ist bei einer Zwölfecktrommel der Kantengriff und damit die Mitnahmewirkung zu klein. Als optimale Lösung hat sich dagegen die nonagonale Ausbildung des Trommelmantels erwiesen. Dabei ist der Haltegriff für das Granulatbett noch so groß, daß tatsächlich die Umladung weitgehend durch Abrollen an der Oberfläche erfolgt, zum anderen aber lassen sich stets die Lüftungsanschlüsse wenigstens dreier Prismenflächen im Granulatbett halten, was eine durchaus gleichmäßige Durchtrocknung der Hülle ermöglicht.
Bei Verwendung rotationssymmetrischer Seitenwände ergeben sich wiederum begrenzte Gleitvorgänge, die sich beispielsweise dadurch vermeiden lassen, daß die Seitenwände mit einer dem Trommelmantel angepaßten Polygonalform pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung werden die Leitvorsprünge lösbar und gegen solche anderer Gestaltung austauschbar am Trommelmantel befestigt. Man kann also die Art der Leitvorsprünge recht schnell dem jeweils zu verarbeitenden Gut anpassen. Dies ist wegen der Befestigung an den ebenen Prismenflächen ohne weiteres durchzuführen, zumal keine komplizierten Durchdringungsformen wie bei an einer zylindrischen Trommel schrägstehend angeordneten Vorsprüngen herzustellen sind.
Auswechselbare schräg angestellte Innenprofile an der Wandung einer zylindrischen Dragiertrommel sind an sich bekannt durch die deutsche Offenlegungsschrift 20 47 571.
Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, die Leitvorsprünge um eine zur jeweiligen Prismenfläche des Trommelmantels senkrechte und im Zuführanschluß der Trocknungsluft angeordnete Einstellachse schwenkeinstellbar am Trommelmantel zu halten, um die Verteilung des Guts in der Trommel und die Wälzvorgänge in Abhängigkeit von Größe und Beschaffenheit der Dragees und der Trommeldrehzahl beeinflussen zu können.
Die Leitvorsprünge können die Form eines langgestreckten Wulstes haben und schräg bzw. schraubenförmig zur Umlaufrichtung angestellt sein. So läßt sich auf großer Breite auch in den Prismenflächen ein formschlüssiger Eingriff in das Granulatbett bewerkstelligen. Zudem erfolgt eine begrenzte Umladung in Achsenrichtung und dadurch ein Mischen der einzelnen Zonen des Bettes. Beispielsweise lassen sich die Leitvorsprünge zu beiden Seiten einer Quermittelebene der Dragiertrommel mit entgegengesetzter Neigung spiegelbildlich symmetrisch anordnen. Man erzeugt dann eine Tendenz zur Förderung nach der Mitte der Trommel hin, von wo die Dragees wieder auf der Oberfläche des Bettes nach außen rollen könne, nachdem ein möglicherweise noch verbliebener Abrieb an der Trommelwandung ausgeschieden und abgezogen ist.
Vorteilhafterweise wird eine langgestreckt ausgebildete Dragiertrommel an beiden Enden in zentrischen Drehlagern mittels hohlen, eine Auslaßführung für die Trocknungsluft bildenden Naben gelagert. Man kann dann die Trocknungsluft auf der ganzen Länge des Trommelmantels von unten einblasen und durch beide Lagerungen zur Seite abziehen. Auf diese Weise lassen sich mit relativ einfachen Mitteln großen Mengen Dragees gleichzeitig verarbeiten.
Dabei wird zweckmäßigerweise an beiden Enden der Dragiertrommel zwischen dieser und dem Träger der Lagerung ein Zuluftverteiler angeordnet, der jeweils mit den Lüftungsanschlüssen der axial benachbarten Trommelhälfte verbunden ist. Man kommt dann längs der Trommel mit kleineren Zuluftquerschnitten aus.
Die Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigt
Fig. 1 eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Dragiervorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 3,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen abgewandelten Leitvorsprung etwa nach der Linie IV-IV in Fig. 2.
In der Zeichnung ist mit 1 das Gehäuse der Dragiervorrichtung bezeichnet, das auf einem Vorrichtungsrahmen 2 mit einer aus kräftigen Profilrohren gebildeten und auf Füßen 3 stehenden Bodenplatte 4 aufgebaut ist. Diese Bodenplatte 4 trägt auf zwei Lagerständern 5, 51 zwei Drehlager 6, 7, die im einzelnen nicht gezeigte Wälzlager aufweisen und die Dragiertrommel 8 mittels an deren beiden Enden zentrisch zur Drehachse 9 angebrachten Nabenansätze 10, 11 tragen. Dabei ragt der Nabenansatz 11 durch das hintere Drehlager 7 hindurch und trägt dort ein Kettenrad 12, das mittels einer Kette 13 und einer insbesondere stufenlos regelbaren Getriebeeinheit 14 durch einen Elektromotor 15 angetrieben wird. Diese Antriebsgruppe ist mit dem Lagerständer 51 auf einer Grundplatte 16 zu einer auf der Bodenplatte 4 als Ganzes zu befestigenden Einheit zusammengefaßt.
Die Dragiertrommel 8 hat nonagonalen Querschnitt mit einem prismenförmigen Trommelmantel 17 zwischen welchem und den beiden Nabenansätzen 10, 11 Seitenwände 18, 19 eingefügt sind, welche die Form von Pyramidenstümpfen haben und ebenso wie der Trommelmantel 17 aus ebenen Platten zusammengeschweißt sind.
Die Dragiertrommel ist symmetrisch zu einer mittleren Radialebene spiegelbildlich unterteilt, und zwar sind in jeder der durch Längskanten 20 begrenzten Prismenflächen 21 zwei Lüftungsanschlüsse 22 angebracht, die ein gemeinsames Lochblech 23 und jeweils drei Leitvorsprünge 24 aufweisen, welche ebenfalls durch Lochbleche gebildet sind und etwa die Form eines Halbzylinders haben, der an den Enden abgerundet und durch nicht gezeigte Befestigungsmittel lösbar und austauschbar in der Prismenfläche 21 am Trommelmantel befestigt ist. Die Unterseite ist dabei geöffnet, so daß Trocknungsluft auch seitlich der Lochbleche 23 ins Granulatbett eingeleitet werden kann. Diese Leitvorsprünge sind unter 45° zur Mantellinie derart geneigt, daß die Granulate beim Umlaufen der Trommel eine Fördertendenz zur Trommelmitte hin erhalten.
Zur Zuführung der Trocknungsluft dienen in der Längsmittelebene einer jeden Prismenfläche 21 außen auf der Dragiertrommel angeordnete Leitkanäle 25, die jeweils zu dem benachbarten Verteiler 26 führen, der zwischen der Seitenwand 18 bzw. 19 und dem zugehörigen Lager 6, 7 angeordnet ist.
Der Verteiler 26 umfaßt, wie sich aus den Fig. 1 bis 3 entnehmen läßt, ein schalenförmiges Verteilersegment 27, das von einer, etwa von einem Gebläse hergeführten Leitung 28 mit Trocknungsluft versorgt wird, die auf eine dem jeweiligen Gut angepaßte Behandlungstemperatur eingestellt ist und unter einem Überdruck bis zu 4,9 Kpa steht. Das Verteilersegment 27 ist radial nach innen hin geöffnet und leitet Trocknungsluft in eine an der Trommel angebrachte, radial nach außen geöffnete Halbschale 29, deren Innenraum in Verlängerung der Leitkanäle 25 liegende und mit diesen verbundene Anschlußkammern 31 aufweist, die radial nach außen hin geöffnet sind. Diese Kanäle stehen also im unteren Bereich mit den Verteilersegment 27 in Verbindung und sind im oberen Bereich mit der Atmosphäre verbunden.
Während die Lochbleche 23 jeweils in der Mitte einer Prismenfläche über die ganze Mantellänge durchgeführt sind, enden die von entgegengesetzten Seiten herangeführten Leitkanäle 25 mit Zwischenabstand. In der Trommelmitte steht also der Innenraum durch die Lochbleche 23 auf begrenzter Fläche auch mit der Umgebungsluft in Verbindung. Dort kann daher evtl. gebildeter Abrieb oder anderes pulverförmiges Gut der von den Leitvorsprüngen 24 zur Trommelmitte hin gelenkten Granulate oder Granulathüllen nach außen gelangen. Dieses Gut wird dann zweckmäßigerweise abgesaugt, um ein Vermischen mit dem fertiggestellten Produkt zu verhindern.
Damit kann die Trocknungsluft unter Druck auf dem Wege vom Verteiler 26 über die Leitkanäle 25 und die Luftanschlüsse 22von unten in das Granulatbett eingeblasen werden. Da sich die Dragiertrommel gemäß Pfeil 33 in Fig. 3 im Uhrzeigersinn dreht, verlagert sich das Granulatbett zur Seite hin bis etwa zu einer Oberflächenlinie 34, was durch die versetzte Anordnung des Verteilersegmentes 27 berücksichtigt ist.
Die Trocknungsluft hebt also beim Austritt aus den Löchern des Lochbleches 23 und der Leitvorsprünge 24 das Gut unter dem herrschenden Eintrittsdruck etwas an, mindert die Auflagekraft und den sich damit dort möglicherweise ergebenden Abrieb. Sie kann über dem Granulatbett nur in begrenztem Umfang, bedingt durch die Drosselungen in den kleinen Öffnungsquerschnitten, durch die Leitkanäle 25 austreten, strömt also in überwiegendem Maße durch beide Nabenansätze 10, 11 axial nach außen. Aus dem vorderen Nabenansatz 10 gelangt sie in einen sich an das Lager 6 anschließenden kegelförmig erweiterten Schacht 35, aus dem sie nach oben durch einen Rohrstutzen 36 austreten kann. Während der Schacht 35 durch einen mit Schauglas versehenen Schwenkdeckel 37 verschlossen ist, kann die Luft aus dem hinteren Nabenanschluß 11 durch eine nahezu dessen ganzen Querschnitt ausfüllendes winkelförmiges Rohrstück 38 nach außen treten, in dem auch die Sprühleitung 39 für die zu Beginn des Dragiervorganges einzusprühende Beschichtungsmasse angebracht ist.
Dank der polygonalen Trommelausbildung und der nach innen vorragenden Leitvorsprünge 24 sind die Dragees im Granulatbett nahezu in der ganzen Kontakt-Oberfläche formschlüssig erfaßt, d. h. die an der Trommelwandung befindlichen Teile des Granulatbettes bleiben relativ zur Trommelwandung statisch gehalten und können sich von dieser erst lösen, wenn sie bis über die waagerechte Mittelebene 41 der Trommel hinaus angehoben sind. Dadurch kann der Neigungswinkel der Oberfläche 34 des Granulatbettes wenigstens in dessen oberem Bereich deutlich größer werden als der Schüttwinkel des Gutes. Dies führt zu einem besonders intensiven Abrollvorgang der Dragees an der Oberfläche 34, deren Neigungswinkel sich zum unteren Ende hin etwas mindert. Jedenfalls werden Gleitvorgänge am Trommelmantel, was die Gleichförmigkeit der Hüllschichtdicke mindert, überwiegend vermieden, während die Rollvorgänge, welche die Gleichmäßigkeit der Hüllschichtdicke fördern, gegenüber bekannten Konstruktionen erheblich gesteigert werden.
Da die Leitvorsprünge 24 leicht lösbar an der Prismenfläche 21 befestigt sind, lassen sie sich ohne weiteres gegen anders beschaffene Leitvorsprünge austauschen. Ebenso können im Prinzip die Leitvorsprünge mit dem Lochblech 23 zusammengefaßt und austauschbar angebracht werden. Dies hat vor allem Bedeutung, wenn die Zuluftanordnung der Art des Drageegutes angepaßt werden muß.
Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, die Leitvorsprünge dreheinstellbar anzubringen. Zu diesem Zweck wird ein Steg 44 im mittleren Teil des Leitvorsprunges 241 mittels einer durch eine Öffnung des Trommelmantels 17 hindurchgeführte Bundbuchse 45 und eine Nutmutter 16 derart verspannt, daß die Trocknungsluft aus dem Zuführkanal 25 in das Innere des Leitvorsprunges einströmen und von dort nach außen treten kann. Unabhängig davon, ob ein Lochblech 23 fest in der Trommelwand angebracht ist, läßt sich der Anstellwinkel der Leitvorsprünge 241 dadurch ändern, daß man diese um die zur Prismenfläche 21 senkrechte Achse der Bundbuchse 45 verschwenkt.

Claims

1. Vorrichtung zum Beschichten von Granulaten wie Drageekerne mit einer Hülle und zum Austrocknen dieser Hülle, wobei eine die Granulate aufnehmende und um eine im wesentlichen waagerechten Trommelachse drehbar gelagerte Dragiertrommel an ihrem zur Drehachse zentrischen Trommelmantel nach innen ragende Leitvorsprünge und Lüftungsanschlüsse mit gelochten Wandteilen zum Durchleiten von gasförmigem Trocknungsmedium bzw. Trocknungsluft aufweist, die mittels an der Trommel vorgesehener Verbindungskanäle so über einen zentrisch zur Drehachse angebrachten Verteiler geführt ist, daß sie unabhängig von der Drehstellung der Trommel durch das in dieser gebildete Granulatbett hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (17) als regelmäßiges Hohlprisma ausgebildet ist und die Leitvorsprünge (24, 241) an jeder der ebenen Prismenflächen (21) des polygonalen Trommelmantels angebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (17) nonagonal ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich seitlich an den Trommelmantel (17) anschließende Seitenwände (18, 19) mit einer diesen angepaßten Polygonform pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise mit Durchbrechungen für die Trocknungsluft versehenen Leitvorsprünge (24, 241) lösbar und gegen solche anderer Gestaltung austauschbar am Trommelmantel (17) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorsprünge (241) um eine zur jeweiligen Prismenfläche (21) des Trommelmantels senkrechte und im Zuführanschluß der Trocknungsluft angeordnete Einstellachse (45) schwenkeinstellbar am Trommelmantel (17) gehalten sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorsprünge (24, 241) die Form eines langgestreckten Wulstes haben und schräg bzw. schraubenförmig zur Umlaufrichtung angestellt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorsprünge (24, 241) zu beiden Seiten einer Quermittelebene der Dragiertrommel (8) mit entgegengesetzter Neigung, insbesondere spiegelbildlich symmetrisch angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine langgestreckt ausgebildete Dragiertrommel (8) an beiden Enden in zentrischen Drehlagern (6, 7) mittels hohlen, eine Auslaßführung für die Trocknungsluft bildenden Nabenansätzen (10, 11) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Dragiertrommel (8) zwischen dieser und dem Träger (5, 51) der Drehlager (6, 7) ein Zuluftverteiler (26) angeordnet ist, der jeweils mit den Lüftungsanschlüssen (22) der axial benachbarten Trommelhälfte verbunden ist.