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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer viel-
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schichtigen Umhüllung auf Granulate wie Drageekerne Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer vielschichtigen Umhüllung auf Granulate
wie Drageekerne, wobei die einzelnen Hüllschichten übereinander derart aufgetragen
werden, daß aufeinanderfolgend jeweils die Beschichtungsmasse für eine Hüllschicht
auf das auf einer bewegbaren luf tdurchlässigen Behandlungsauflage gehaltene Granulatbett
aufgebracht, auf der Oberfläche der Granulate verteilt und angetrocknet wird, woraufhin
die Umhüllung weitgehend ausgetrocknet und schließlich ihre Außenfläche gehärtet,
geglättet und poliert wird, und wobei während der Behandlung das Granulatbett insbesondere
ständig von Trocknungsluft durchströmt wird.
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Bei bekannten Verfahren dieser Art kommt in der Regel als Behandlungsauflage
eine rotierbare Trommel zur Anwendung, wobei sich das Granulatbett entsprechend
der Drehrichtung schräg stellt und dann die Trocknungsluft so gelenkt wird, daß
sie dieses Bett einigermaßen gleichmäßig durchströmt.
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Während bei den meisten bekannten Verfahren die Trocknungsluft oben
in das Bett eintritt (Gleichstrom zur Aufsprühströmung), wird sie bei anderen Verfahren
von der Trocknungsauflage her durch das Granulatbett hindurch nach oben
geführt
und dort abgezogen (Gegenstrom). Soweit die Luft nur angesaugt wird, sind die auf
die Granulate einwirkenden Druckdifferenzen verhältnismäßig klein, und auch der
Trocknungseffekt ist entsprechend gering. Wirtschaftlich kann daher nur gearbeitet
werden, wenn auch die Trocknungsluft der Trocknungskammer etwa in der Größenordnung
von 200 bis 400 mm/WS zugeführt wird.
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Dabei ergeben sich aber schon beachtliche Krafteinwirkungen, auf die
Querschnittfläche der umhüllten Dragees, welche Wirkungen mit dem Umhüllungsgrad
bzw. der Dicke der aufgebrachten Umhüllung steigen. Bei der Zuführung der Trocknungsluft
von oben im Gleichstrom werden die umhüllten Granulate mit verstärkter Kraft an
die Trocknungsauflage angedrückt. Das hat bei der Relativbewegung zur Trocknungsauflage
erhöhten Abrieb der Umhüllung zur Folge. Diese wird dünner und ungleichmäßiger und
erleidet jedenfalls zu Beginn der Auftragsphase nachteilige strukturelle Veränderungen.
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Um dies zu vermeiden, wird gemäß der DE-OS 28 05 801 vorzugsweise
die Trocknungsluft von unten in das Granulatbett eingeführt. Auf diese Weise werden
die Auflagekräfte wesentlich gemindert, was eine Verringerung des Abriebes zur Folge
hat und die Gleichmäßigkeit der Umhüllung ebenso verbessert wie deren Austrocknungsgrad
und insgesamt ihre Qualität. Dagegen fielen Glätte, Dichte und Glanz der zuletzt
aufgetragenen Schichten, meist der Farbdecke, gegenüber der im Gleichstromverfahren
behandelten Dragees etwas ab.
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Die Erfindung geht aus von dem eingangs angegebenen Farbverfahren,
und verfolgt die Aufgabe, die Granulate in solcher Weise zu umhüllen, daß die Innenschichten
möglichst geringer Beanspruchung ausgesetzt werden und gleichmäßig
und
daher verhältnismäßig dicht ausgetrocknet werden können, während die auf die schon
ausgetrockneten und verhältnismäßig dichten Innenschichten aufgetragenen Außenschichten
wesentlich stärker ausgehärtet, verdichtet und geglättet werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Trocknungsluft
vornehmlich während der Beschichtungsvorgänge von der Behandlungsauflage her durch
das Granulatbett hindurch nach oben (Gegenstrom), mindestens aber beim Poliervorgang
von oben durch das Granulatbett hindurch zur Auflage hin (Gleichstrom) geführt.
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Auf diese Weise wird zunächst beim Aufbringen, Verteilen und Antrocknen
der einzelnen Schichten die Auflagekraft vermindert, was die Relativbewegung zur
Behandlungsauflage ebenso erleichtert wie den Abrollvorgang zwischen den Granulaten
selbst, da deren Außenfläche geringerer mechanischer Beanspruchung unterworfen wird
und dadurch gleichmäßig an- und schließlich ausgetrocknet werden kann. Die Gleichförmigkeit
der Umhüllung und deren Austrocknungsgrad wird ebenso verbessert wie Festigkeits-
und Dichteverhältnisse schon in den inneren Hüllschichten, und diese Wirkung nimmt
nach außen hin zu. Bei Aufbringen der letzten Hüllschichten, etwa in der Farbdecke,
ist so große Dichte und Festigkeit erzielt, daß nun die Oberflächeeinerstärkeren
Trocknungsbelastung dadurch ausgesetzt werden kann, daß der Strömungdruck der Trocknungsluft
von oben auf das Granulat einwirkt und dadurch die Granulate bzw. Dragees gegen
die Trocknungsauflage andrückt. Dies ermöglicht eine weitere stärkere Verdichtung,
Aushärtung und Glättung der Außenschichten bei dem sich meist anschließnenden Poliervorgang.
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In der Regel ist es hinreichend, wenn die Stsömungsumkehrung erst
zum Poliervorgang vorgenommen wird. Da jedoch die
erforderliche
Härte schon vorher erreicht ist, kann auch gegen Ende der Austrocknung der Umhüllung
schon die Strömungsrichtung der Trocknungsluft umgekehrt werden.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag wird von einem bestimmten
Hüllzustand ab jeweils nach Antrocknen einer oder mehrerer Schichten die Strömungsrichtung
kurzzeitig auf Gleichstrom geschaltet. Dabei reichen wenige Sekunden, um vorher
aus der Beschichtungsmasse gebildete Grieskörner abzuziehen.
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Die besten Ergebnisse lassen sich insgesamt zudem dadurch erzielen,
daß in beiden Strömungsrichtungen die Trocknungsluft unter Druck in das Granulatbett
eingeblasen und mit geringem Unterdruck wieder abgesaugt wird. Dabei soll allerdings
der Unterdruck während des Beschichtungsvorganges über dem Granulatbett so klein
bemessen sein, daß von der eingesprühtenMasse möglichst wenig abgesaugt wird.
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Als zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, den Zuführdruck beim Polieren
zu steigern. Dies kann etwa dadurch geschehen, daß die zugeführte Luftmenge nach
vorgegebenen Sollwerten geregelt wird. Diese Regelung sollte zudem in Saug- und
Druckströmung gesondert erfolgen.
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Die Erfindung hat besondere Bedeutung für Dragees deren Umhüllung
eine innere temperaturempfindliche Weichdecke aufweist, die erfindungsgemäß mit
von unten durch die Behandlungsauflage eingeführter Trocknungsluft bei einer unterhalb
der Erweichungstemperatur liegenden Betriebstemperatur angetrocknet und dadurch
für die weitere Behandlung verfestigt wird.
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Bei Dragees dieser Art wird nämlich heute noch wenigstens nach Auftragen
der Weichdecke die Charge aus der Beschichtungstrommel herausgenommen und mehrere
Stunden im
Raum stehen gelassen. Damit jedoch die weichen Schichten
der einzelnen Dragees sich nicht zu sehr verformen, darf dieSchichthöhe beim Austrocknen
nur 4 cm bis 5 cm betragen.
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Dies ist alles sehr kosten- und zeitaufwendig und betrifft vornehmlich
die Süßwarenfertigung, da man in der pharmazeutischen Industrie mit schneller und
stärker aushärtenden Eeschichtungsmassen arbeitet, die schneller eine widerstandsfähige
Hülle ergeben. Erfindungsgemäß ist es jedoch ohne weiteres möglich, auch Weichdecken
ohne Umladevorgänge schnell so auszutrocknen, daß anschließend unverzüglich die
äußere Decke aufgebracht werden kann.
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Man läßt also vornehmlich das ganze Granulatbett in relativ großer
Schichthöhe auf der Trocknungsauflage liegen und dabei von verhältnismäßig kalter
Luft durchströmen.
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Bei dem anschließenden Aufbringen der Hartdecke bzw. mehrrerer Hartdecken
wird dann die Trocknungstemperatur weiter gesteigert. Je widerstandsfähiger die
Schicht ist, umso höher ist demnach die Trocknungstemperatur.
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Die Trocknungsauflage wird während des Trocknens nur periodisch augenblicklich
leicht bewegt, wobei die Granulate zwischendurch immer etwas umgelagert werden,
um die Gleichmäßigkeit weiter zu verbessern.
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Bei Verwendung einer rotierbaren Dragiertrommel als Behandlungsauflage,
die insbesondere am Umfang verteilte Führungsmittel mit Durchlässen für Trocknungsluft
aufweist, wird zweckmäßigerweise die Trommel bei den Trocknungsvorgängen für die
einzelnen Decken mit kleinen Schalt schritten periodisch fortgeschaltet. Die Dauer
der Schaltperiode wird dann ebenso wie die Lufttemperatur der Art des verwendeten
Hüllmaterials sowie dessen Härte und Trocknungszustand angepaßt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Dragiervorrichtung zum Aufbringen
einer Umhüllung auf Granulate wie Drageekerne, mit einer rotierbaren Dragiertrommel,
die an ihrem Umfang meherere unter gleichem Teilungswinkel zueinander versetzte
Leitvorrichtungen mit Druchlässen für Trocknungsluft aufweist, die an einen zentralen
Strömungsverteiler angeschlossen sind, derart, daß die Trocknungsluft unabhängig
von der augenblicklichen Drehstellung der Dragiertrommel wenigstens während der
Auftragsvorgänge das Granualtbett stets von unten her durchströmt- und oberhalb
des Granulatbettes abgeleitet wird, insbesondere zum Ausüben des vorgeschilderten
Verfahrens, welche Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch wenigstens
vor dem Poliervorgang zu betätigende Umschaltmittel zum Umschalten der Strömungsbahn
der Trocknungsluft auf eine gegen die Auflage-Trommelwandung gerichtete Durchströmung
des Granulatbettes von oben nach unten. Diese Umschaltung kann im Prinzip natürlich
von Hand durchgeführt werden, sollte aber nach Möglichkeit im Verfahrensverlauf
automatisch durchgeführt werden können.
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Der Strömungsverteiler kann im Prinzip so ausgebildet werden, daß
wenigstens die im Bereich des Granulatbettes vorgesehenen Luftdurchlässe an ein
gemeinsames Unterluft-Ringsegment und jeweils oberhalb des Granulatbettes liegende
Luftdurchlässe an ein dem Unterluft-Ringsegment gegenüberliegendes Oberluft-Ringsegment
angeschlossen werden.
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Es empfiehlt sich ferner, wenigstens den Zuluftanschluß zwischen Ober
luft und Unterluftanschluß umschaltbar vorzusehen. Die Umschaltung kann im Prinzip
im Strömungsverteiler vorgenommen werden. Vor allem aus Platzgründen empfiehlt es
sich jedoch, zwischen dem Strömungsverteiler und einem Saug- und Druckluftgebläse
eine gesonderte Umschaltvorrichtung zum wahlweisen Umschalten über Kreuz einzuschalten.
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Anhand der Zeichnung soll nun die Erfindung ausführlicher erörtert
werden. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Dragiervorrichtung mit
Strömungsschaltbild in einer ersten Schaltstellung, Fig. 1 a die gleiche Anordnung
in einer anderen Schaltstellung, Fig. 2 in räumlicher Darstellung eine besondere
Luft-Umschaltvorrichtung und Fig. 3 eine Abwandlung der Schaltvorrichtung aus Fig.
2 mit auseinandergezogenen Anschlußteilen.
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Nach Fig. 1 wird eine Dragiervorrichtung 1 im wesentlichen durch eine
Dragiertrommel 2 mit einem Strömungsverteiler 3 gebildet, der über eine Umschaltvorrichtung
4 an ein Saug-und Druckgebläse 5 angeschaltet ist.
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Die Trommel 2 ist als Zwölfeck-Prisma ausgebildet mit an jeder Prismenfläche
außen angebrachten Anschlußkanälen 6, die über Durchbrechungen 7 der Trommeiwandung
mit deren Innenraum 8 in Verbindung stehen. Die Dragiertrommel dreht sich im Sinne
des Pfeiles 9 und bildet dadurch bei einer eingebrachten Charge Granulate ein Granulatbett
11, mit einer der Drehrichtung entsprechend schräg verlaufenden, mehr oder weniger
unregelmäßigen Oberfläche 12.
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Der Strömungsverteiler 3 steht normalerweise an einem Ende der Trommel
mit den Anschlußkanälen 6 in Verbindung. Nur der Ubersichtlichkeit wegen ist er
hier am Außenumfang der Trommel angebracht, die hier eine zylindrische Wand 13 bildet,
die im Bereich der Anschlußkanäle 6 unterbrochen ist, so daß diese Kanäle nach außen
hin geöffnet sind.
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Der Strömungsverteiler 3 wird hier gebildet durch eine untere Segmentrinne
14, eine obere Segmentrinne 15 und zwischen diesen angebrachte Segmentblenden 16,
17, die abdichtend zusammengeschlossen sämtlich zentrisch zur Trommelachse um die
zylindrische Trommelwand 13 geschlossen, jedoch an einer Mitnahme durch die drehbare
Trommelwand 13 gehindert sind.
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Beide Segmentrinnen 14, 15 sind über Leitungen 18, 19 an die Umschaltvorrichtung
4 angeschlossen, die hier der ein-£scheren Darstellung wegen als Vierwege-Drehschieber
ausgebildet ist. Während die Anschlüsse 41, 42 des Drehschiebers mit den Leitungen
18, 19 verbunden sind, stehen die ebenfalls gegenüberliegenden Anschlüsse 42 und
44 mit der Zuluftleitung 21 bzw. der Saugleitung 22 des Saug-Druckgebläses 5 in
Verbindung.
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Bei der eingezeichneten Schaltstellung wird die untere Segmentrinne
14 als Zuluftrinne verwendet und steht über vier Anschlußkanäle 6 durch die Durchbrechungen
in dem eine Behandlungsauflage bildenden Trommelmantel mit dem Granulatbett 11 in
Verbindung. Die sich über einen grösseren Umfangswinkel erstreckende Segmentrinne
15 ist durch sechs Anschlußkanäle 6 mit dem Innenraum der Trommel oberhalb des Granulatbettes
verbunden, so daß über die Leitung 18 zugeführte Trocknungsluft gemäß den Pfeilen
23 von dem die Behandlungslage bildenden unteren Teil der Trommelwandung durch das
Granulatbett 11 hindurch steigen können und aus dem Innenraum 8 heraus in die Segmentrinne
15 gelangen, aus der sie über Leitung 19, Anschlüsse 43, 44 und Saugleitung 22 wieder
zum Sauggebläse 5 geführt werden.
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Bei dieser Schaltstellung werden während der Auftragsvorgänge und
der anschließenden Trocknungsperioden die einzelnen Granulate durch die von unten
in das Granulatbett
eintretende Trocknungsluft von Auflagekräften
entlastet.
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Das Gut wird auf diese Weise nicht nur an der Trommelwandung geschont,
sondern auch die Anlagekräfte zwischen den einzelnen Granulaten werden herabgesetzt.
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Schaltet man dagegen den Drehschieber 20 der Umschaltvorrichtung 4
um 90" weiter, so werden gemäß Fig. 1a die Anschlüsse 42, 43 miteinander verbunden
und demgemäß die Zuluft aus der Leitung 21 über die Leitung 19 in die Segmentrinne
15 von oben in den Trommelinnenraum 8 eingeleitet. Die Luft strömt dann gemäß den
Pfeilen 231 von oben durch das Granulatbett hindurch zur Segmentrinne 14 und gelangt
über Leitung 18, Anschlüsse 41, 44 und Leitung 22 wieder zum Gebläse 5. Auf diese
Weise wird die Auflagekraft des Granulatbettes,der einzelnen Granulate aufeinander
und auf die untere Trommelwandung verstärkt. Die Oberfläche wird erhöhter Druckbelastung
ausgesetzt, was einerseits zu mechanischer Verdichtung, andererseits aber auch zu
Abrieb führt.
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Bei der abgewandelten Umschaltvorrichtung 104 aus Fig. 2 sind zwischen
die vom Strömungsverteiler hergeführten Leitungen 118 und 119 einerseits und die
Zuluftleitung 121 und die Abluftleitung 122 andererseits vier Magnetventile 141
bis 144 eingeschaltet. In der bezeichneten Schaltstellung entsprechend Fig. 1 sind
die Ventile 141 und 143 geöffnet, die Ventile 142 und 144 geschlossen. Zuluft und
Ab luft können also im wesentlichen linear von der Leitung 121 zur Leitung 118 und
von der Leitung 119 zur Leitung 122 strömen.
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Bei der umgekehrten Schaltung entsprechend Fig. la würde die Zuluft
aus der Leitung 121 über das Ventil 142 und in einem Verbindungskanal 24 zur Leitung
119 und die Abluft aus der Leitung 118 durch den Verbindungskanal 25 und das
Ventil
144 zur Abluftleitung 122 strömen.
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Bei der Umschaltvorrichtung 204 in Fig. 3 sind zunächst die Zuluftleitungen
121 und 122 in einen gemeinsamen quaderförmigem Gehäuse angebracht, durch eine längslaufende
Mittelwand 26 voneinander getrennt, durch eine Endwand 27 abgeschlossen und bilden
durch Wegnahme eines Teiles der oberen Wand eine durch die Trennwand unterteilte
quadratische Oeffnung 28.
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Die Leitungen 18 und 19 sind in gleicher Weise zusammengefaßt und
ausgebildet und schließen sich in paralleler Ebene unter 90" an, wobei die Uffnung
281 nach unten zu liegen kommt.
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Zwischen die beiden Offnungen 28,281 ist dabei ein quaderförmiger
Ventilblock 220 mit einzelnen Jalousieklappenventilen 241 bis 244 eingeschaltet.
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Alle Schieber- und Ventilausführungen können kraftbetätigt sein, vorzugsweise
elektropneumatisch,und lassen sich daher während des Verfahrens schalten.
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Die hier erläuterten Umschaltvorrichtungen werden gemäß der Erfindung
vor allem benutzt, um einmal die Beschichtungsvorgänge und das Antrocknen der inneren
Decken einer Umhüllung gemäß der Schalteinstellung Fig. 1 vorzunehmen, wobei sich
infolge der Minderung der Auflagekräfte eine Vergleichmäßigung der Decken und Hüllschichten
bei vergrößerter Schonung erreichen läßt, während wenigstens beim letztendlich vorgenommenen
Polierverfahren auf die Schaltstellung Fig. 1a übergegangen wird, um den Druck der
Zuluft in der Größenordnung von 280 bis 400 mm/WS zur Steigerung des Anlagedruckes
der Granulate an der Trommelwandung und aneinander einzusetzen. Auf diese Weise
lassen
sich auch Dragees mit besonders weicher und schwer aushärtbarer
Innenschicht mit aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen in der gleichen Dragiertrommel
durchgehend bearbeiten.
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Beispiel: In die Dragiertrommel wird eine Kerncharge von 1400 kg Mandeln
eingefüllt, die mit einer Weichdecke von ca. 300 kg überzogen werden soll. Diese
setzt sich wiederum zusammen -aus 60 kg Zucker aus Sirup und 240 kg Zuckergehalt
aus Puderzucker.
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Bei rotierender Trommel werden daher abwechselnd Zuckersirup eingesprüht
und Puder zucker aufgestäubt, während die Trocknungsluft von unten entsprechend
der Schaltstellung Fig. 1 eingeblasen wird.
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Die so aufgebrachte Weichdecke wird durch zehn Schichten gebildet,
so daß je Schicht jeweils 6 kg Zucker aus Sirup und 24 kg Puder. zucker zugegeben
werden. Dabei wird der Sirup durch ein ca. 50 t-iges Konzentrat gebildet, und die
Strömung von unten nach oben wirkt einem Rückfließen und Auskristallisieren des
Zuckers in den Perforationen der Dragiertrommel 2 entgegen. Nach dem Auftragsvorgang
wird jede Schicht zunächst im Anschluß an den Verteilvorgang leicht angetrocknet.
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Nachdem die Weichdecke vollständig aufgetragen ist, wird ein erster
Trocknungsgang von ca. 15 min. bis 20 min. eingeschaltet, wobei Luft von unten durch
das Granulatbett hindurchgeblasen wird.
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Auf die Charge, die jetzt ein Gewicht von 1700 kg hat, sollte dann
eine Hartzuckerdecke von wiederum 300 kg auf-
getragen werden.
Die Auftragsvorgänge waren hier die gleichen wie beim Aufbringen der Weichdecke,
nur wurde Sirup mit einer Zuckerkonzentration von ca. 75 t verwendet, und zum Austrocknen
wurde Trocknungsluft mit höherer Temperatur eingesetzt.
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Die schließlich aufzubringende Farbdecke sollte ein Zuckergewicht
von lediglich 60 kg bringen und bei abnehmendem Schichtgewicht inmehreren Schichten
aufgebracht werden. Dabei kommt wiederum Farbsirup mit einer Zuckerkonzentration
von 70 t bis 71 % zur Anwendung, und die Schlußtrocknung wird mit Temperaturen von
etwa 280 bis 30"C durchgeführt.
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Beim Trocknungsvorgang für die drei einzelnen Decken stand die Trommel
normalerweise still und wurde nur kurzzeitig periodisch weitergeschaltet, um ein
Umlagern ohne ausgeprägtes Weiterrollen der Dragees zu ermöglichen.
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Nach Fertigstellen der Farbschicht war eine solche Härte der Außenschicht
erreicht, daß auf die Schaltstellung gemäß Fig. 1a umgeschaltet werden konnte, die
Trocknungsluft also von oben zugeführt wurde. Eine noch aufzutragende Poliermasse
wurde schon bei dieser Schaltstellung zugegeben, und die Trommel wurde ständig durchlaufenend
betrieben, wobei sich die Außenflächen der benachbarten Dragees gegenseitig abgeglättet
und poliert haben.
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