DK161743B - Fremgangsmaade og apparat til agglomerering af et pulverformigt materiale - Google Patents

Description

Ul\ Ib I / 4 0 D

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til agglome-rering af et pulverformigt materiale under opnåelse af sfæriske granula med en ønsket snæver kornstørrelsesfordeling og med lav intragranulær porøsitet, ved hvil-5 ken materialet i en intensivblander, indvendigt beklædt med et stof, til hvilket de materialer, som skal agglo-mereres, og de til agglomereringen krævede hjælpestoffer har ringe vedhæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, under mekanisk bearbejdning påsprøjtes en væ-10 ske, som er en opløsning af et bindemiddel eller er et opløsningsmiddel for et i det pulverformige materiale opblandet bindemiddel, og bearbejdes mekanisk til dannelse af granula og kompaktering af disse, hvilke granula tørres.

15 Der er blandt andet i den farmaceutiske industri et betydeligt behov for at kunne omdanne pulverformige lægemiddelstoffer eller lægemiddelstofholdige blandinger til såkaldte pellets, dvs. agglomerater, med en ensartet kornstørrelse med en gennemsnitsdiameter mel-20 lem ca. % mm og ca. 2 mm. Sådanne pellets er egnede til tablettering, som indhold i kapsler og til fremstilling af multidosisenheder, d.v.s. lægemidler med styret afgiftshastighed, hvor pellets er forsynet med et overtræk til regulering af lægemidlets frigivelses-25 hastighed, som det f.eks. beskrives i US patentskrifterne nr. 4 713 248 og nr. 4 716 041.

Forskellige metoder har fundet anvendelse til overføring af finkornede pulvere til pellets. Således benyttes agglomerering i fluidiseret leje eller eks-30 trudering af pulveret efter blanding med en bindemid-delopløsning og efterbehandling af ekstrudatet med henblik på afrunding af partiklerne ved en proces, som betegnes spheronisering. Ved disse metoder tilsættes normalt plastificerende hjælpestoffer, f.eks. mikrokry-35 stallinsk cellulose i mængder på op til ca. 50%.

Specielt i forbindelse med fremstilling af pel- 2

DK 1617 43 B

lets, der skal benyttes til præparater med styret afgiftshastighed er det imidlertid ønskeligt at opnå pellets, som er mere kompakte, dvs. mindre porøse, end hvad der opnås ved disse to kendte fremgangsmådetyper 5 for at muliggøre tablettering uden væsentlig påvirkning af afgiftshastigheden fra pellets. Det er desuden ønskeligt i tilfælde af højdosispræparater at kunne pelletere lægemiddelstoffer med et indhold af lægemiddelstof i pellets, der er højere end de ca. 60%, som de 10 nævnte kendte metoder muliggør. Endvidere er disse fremgangsmådetyper komplicerede at udøve på grund af mange procestrin og derfor vanskelige at omsætte til produktionsskala.

Der knytter sig derfor en særlig interesse til 15 fremgangsmåder af den i nærværende beskrivelses første afsnit anførte art. Fremgangsmåder af denne art er fleksihle, kræver relativt beskedne investeringsomkostninger og muliggør opnåelse af meget kompakte agglome-rater, egnede ved fremstilling af Multipel Unit Dose 20 præparater med meget stort indhold af aktivt lægemiddel.

For en nærmere beskrivelse af agglomerering under anvendelse af intensivblander henvises til følgende: 25 P. Holm: Drug. Dev. Ind. Pharm. 13, 1675-1701, (1987).

H. Gjelstrup Kristensen and T. Schaefer: Drug. Dev.

Ind. Pharm. 13, 803 (1987).

30 T. Schæfer, H.H. Bak, A. Jægerskou, A. Kristensen, J.R. Svensson, P. Holm and H.G. Kristensen: Pharm. Ind.

48,9, 1083-1089 (1986) og 49, 3, 297-304 (1987).

35

DK 161743B

3 T. Schæfer, P. Holm og H.G. Kristensen: Arch. Pharm.

Chem. Sci. Ed. 14, 1-29, (1986).

H.G. Kristensen, P. Holm and T.Schæfer: Powder 5 Technology 44, 227-237 and 239-247 (1985).

P. Holm, T. Schæfer and H.G. Kristensen: Powder Technology 43, 213-233 (1985).

10 US-patentskrifterne nr. 4 037 794 og nr. 4 ill 371 (begge Melliger).

De kommercielt tilgængelige intensivblandere, som har fundet anvendelse ved udførelse af agglomere-15 ringsprocesser af den omhandlede art, er rundbundede eller fladbundede beholdere med et blandeorgan, betegnet impeller eller blandevinge, som om en central aksel roterer tæt ved bunden og eventuelt også følger den nedre del af beholderens sidevægge. De fleste kommer-20 cielle beholdere har endvidere en såkaldt chopper bestående af nogle meget hurtigt roterende arme eller knive, typisk indført gennem blandebeholderens sidevæg eller låg. Beholderen har også organer til indførelse af en bindemiddelopløsning, f.eks. i form af en dyse, 25 anbragt i beholderens låg og indrettet til at sprøjte forstøvet opløsning på et mindre areal af den pulvermasse, som under apparatets drift er i bevægelse i ap-paratet.

Nogle af de kommercielt tilgængelige intensiv-30 blandere til udførelse af agglomereringsoperationer er beregnet til at levere et fugtigt granulat, som kræver tørring i fluidiseret leje, i en mikrobølgetørrer eller på tørrebakker, medens andre, som f.eks. de i de to sidste af de ovennævnte US patentskrifter omhandlede, 35 giver mulighed for at tørre materialet under behandlingen ved gennemledning af tørreluft gennem blandebehol-

DK 161743 B

4 deren.

Selv om agglomereringsmetoder under anvendelse af en intensivblander, som anført, kan medføre fordele i forhold til andre granuleringsmetoder, lider de dog 5 af den ulempe, at det ikke hidtil har været muligt at gennemføre dem således, at der på reproducerbar måde opnås et stort udbytte af fraktioner med ønsket kornstørrelsesfordeling. Specielt ved fremstilling af Multipel Unit Dose præparater kræves der en meget snæ-10 ver kornstørrelsesfordeling og partikler, som ikke falder inden for de fastsatte grænser for kornstørrelsen, må frasigtes og kasseres eller tilbageføres efter eventuel formaling.

I førstnævnte af de ovenfor anførte artikler (P.

15 Holm) foreslås det at beklæde blandebeholderens vægge med polytetrafluorethylen til opnåelse af mere ensartede resultater, men intensivblandere med en sådan beklædning har ikke fundet industriel anvendelse.

Det har nu vist sig, at der reproducerbart kan 20 opnås et stort udbytte af agglomererede partikler med en ønsket snæver kornstørrelsesfordeling og med lav porøsitet ved en fremgangsmåde af den omhandlede art, som er ejendommelig ved, at man: (i) i en første fase, hvor væskepåsprøjtningen fin- 25 der sted, holder den mekaniske bearbejdning på et så lavt niveau, at der ikke sker væsentlig agglomerering og kompaktering og ikke sker væsentlig temperaturstigning i materialet, (ii) i denne første fase fordeler væsken ensartet på 30 materialet ved forstøvning med et aksialt i blanderen anbragt forstøverhjul og (iii) afpasser væskemængden, som forstøves på materialet, således at den er større end den, som ville være tilstrækkelig til at mætte materialet efter 35 kompakteringen, men er mindre end den, som kræ ves til mætning af materialet før kompakterin-

DK 161743 B

5 gen, samt ved at man (iv) i en påfølgende fase foretager kompakteringen ved anvendelse af væsentligt kraftigere mekanisk bearbejdning end den under væsketilførslen be- 5 nyttede og ved forhøjet temperatur, fortrinsvis mellem 30 og 100°C, og (v) herunder ved anvendelse af tørregas eller vakuum sikrer en fordampning af den påførte væske eller bestanddele af denne, som er i takt med den un- 10 der kompakteringen fremskridende formindskelse af materialets væskebindingskapacitet, således at kompakteringen ikke på noget tidspunkt medfører, at materialet overmættes med væske.

Ved anvendelse af ovenstående kombination af fo-15 ranstaltninger (i) - (v) sikres nemlig, dels at materialet er ensartet befugtet gennem hele pulvermassen under hele kompakteringen og dels, at der ikke på noget tidspunkt er store væskedråber i kontakt med pulveret, hvilket sidste ville give en særdeles uensartet agglo-20 merering og kompaktering.

Foranstaltningen (i) sikrer, at der ikke sker kompaktering før væsken er fordelt helt ensartet i pulvermassen. To faktorer er væsentlige for denne fordeling, nemlig den mekaniske bearbejdning og væskens for-25 deling ved selve påførslen.

Ved at fordele væsken ved forstøvning med et forstøverhjul, som anført under (ii), vil de forstøvede væskedråber inkorporeres i pulvermassen på særdeles ensartet måde, som det vil blive nærmere forklaret ne-30 denfor.

Et forstøverhjul er i denne henseende bedre egnet end dyser. Således giver de kendte apparater, hvor væsketilførslen sker med dyser, enten en langt mere koncentreret påsprøjtning på pulveret i et begrænset 35 område i den ene side af beholderen, eller dyserne giver en sådan forstøvning, at også den centrale del af

DK 161743B

6 beholderbunden, hvor der praktisk taget ikke findes pulver, rammes, således at der her dannes store væskedråber, som vanskeligt fordeles i pulvermassen, når dennes mekaniske bearbejdning, som det er ønsket for at 5 undgå kompaktering inden væskefordelingen er fuldstændig, holdes på et lavt niveau.

Por så vidt angår tostofdyser kommer hertil den ulempe, at de medfører indblæsning af en betydelig mængde trykluft med resulterende væskefordampning i 10 væsketilførselsfasen, hvilken fordampning er vanskelig at forudberegne og derfor forringer processens reproducerbarhed .

Foranstaltningerne (iii) og (v) er baseret på den erkendelse, at væskeindholdet i pulvermassen under 15 i det mindste en del af kompakteringen bør være nær ved den væskemængde, som ville mætte materialet, men, som nævnt, absolut ikke må overstige denne mængde, samt på at materialets evne til at binde væske nedsættes betydeligt under kompakteringen.

20 Det vil sige, at der ved de kendte processer, hvor materialet først tørres efter kompakteringen eller hvor tørringen udføres uden hensyntagen til nævnte kendsgerning og eventuelt indledes allerede i væsketilførelsesfasen, som i ovennævnte US patentskrift nr.

25 4 111 371, er en betydelig risiko for, at der sker en lokal eller generel overmætning af materialet, som umuliggør opnåelse af det ønskede agglomerat.

Fortrinsvis forstøves væsken på materialet i en mængde, som svarer til 60-95% af den mængde, som kræves 30 til mætning af materialet.før dettes kompaktering.

Den under (v) nævnte tørring kan tilvejebringes ved at lede en luftstrøm gennem det under bearbejdning værende materiale, i hvilket tilfælde tørreintensiteten afpasses ved styring af mængde og/eller temperatur af 35 tørreluft. Denne styring kan hensigtsmæssigt ske automatisk på basis af signaler, baseret f.eks. på fugtig-

DK 161743 B

7 hedsindholdet i den afgående strøm af tørreluft og/el-ler ændringer i impellerens energiforbrug.

Alternativt, eller som supplement til anvendelse af tørreluft, kan fordampningen af væskens opløsnings-5 middel under kompakteringen opnås ved tilvejebringelse af et vakuum i blandebeholderen.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af den beskrevne fremgangsmåde, hvilket apparat omfatter en med låg forsynet, om en lodret akse rota-10 tionssymmetrisk blande- og agglomereringsbeholder, der er indvendig beklædt med et stof, til hvilket de materialer, som skal granuleres, og de til agglomereringen krævede hjælpestoffer har ringe vedhæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, og som har en impeller 15 fastgjort på en central aksel gennem beholderens bund, hvilket apparat ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det, fastgjort i beholderens låg, har en forstøver med vandret forstøverhjul med aksel på linie med nævnte centrale aksel.

20 Dette apparat muliggør, at væsken kan fordeles særligt ensartet over pulvermassen, selv med relativ lav rotationshastighed for impelleren, således at den mekaniske påvirkning af pulveret holdes på et så lavt niveau, at der ikke sker væsentlig kompaktering i den 25 fase, hvor væsken påsprøjtes, og således ikke opstår uensartede agglornereringsresultater i pulvermassen, som forklaret ovenfor.

Forstøverhjulet er af i sig selv kendt konstruktion af den art, der navnlig finder anvendelse i for-30 støvningstørringsapparater. Ud over den anførte fordel, som skyldes den meget ensartede fordeling af væsken, blandt andet som følge af, at befugtningen foregår hele vejen rundt ud for hjulets periferi, har et forstøverhjul den særlige fordel i forhold til en dyse, 35 at den kan forstøve meget varierende væskemængder under opnåelse af en relativt konstant fin forstøvning.

DK 161743 B

8

Som indvendig beklædning af beholderen anvendes fortrinsvis polytetrafluorethylen (PTFE) eller en copolymer af tetrafluorethylen og hexafluorpropylen (FEP).

5 Til opnåelse af en effektiv kontakt mellem tør reluft og apparatets indhold under kompakteringsfasen kan apparatet være forsynet med organer til styret ind-blæsning af tørreluft rundt om den aksel, hvortil im-pelleren er fastgjort. Lejekonstruktioner, som mulig-10 gør en sådan luftindblæsning, er kendte.

Til anvendelse i forbindelse med vakuumtørring er beholderen udformet lufttæt og er forbundet med en vakuumkilde.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un-15 der henvisning til tegningen, som meget skematisk og delvis i snit viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

På tegningen betegner 1 en blandebeholder, som i den viste udførelsesform har cylindriske vægge og 20 flad bund, hvilken beholder er forsynet med et aftageligt låg 2.

Beholderen og låget er indvendigt forsynet med en beklædning 3 af et stof, til hvilket de materialer, som skal agglomereres, og de til agglomereringen 25 krævede hjælpematerialer, har ringe vedhæftning, som forklaret overfor.

Tæt ved beholderens bund roterer et blande- og bearbejdningsorgan betegnet en impeller 4, som kan have to eller flere skråtstillede vinger. Impelleren er 30 fastgjort til en aksel 6, der drives af en kraftig elektromotor 7.

I beholderens låg 2 er anbragt en forstøver 8 med vandret forstøverhjul 9. Forstøveren er anbragt centralt i låget, således at hjulet 9 har samme vand-35 rette afstand til beholderens vægge i alle retninger.

Forstøveren har en tilførselsledning 10 for

DK 161743 B

9 agglomereringsvæske, dvs. en opløsning af et bindemiddel eller et opløsningsmiddel for et bindemiddel, som forud for væsketilførslen blandes i fast form med materialet, som skal agglomereres.

5 Rundt om akslen 6 er meget skematisk vist et leje, forsynet med en tilførselsledning 11 for tørreluft.

I beholderens låg er vist en afgang 12 for tørreluft, som har passeret det fugtige materiale under 10 kompakteringsprocessen.

I beholderens låg, eller som vist, i beholderens væg findes en såkaldt chopper 13, der ved hjælp af en på væggens yderside anbragt motor kan bibringes stor rotationshastighed med det formål at nedbryde klumper, 15 som måtte dannes under det stadie, hvor befugtningen af pulvermassen finder sted. En sådan chopper benyttes sædvanligvis i de kendte intensivblandere til granuleringsformål, men med den ensartede og styrede materialebehandling, som finder sted ved fremgangsmåden ifølge 20 opfindelsen, anses en sådan chopper ikke som værende absolut nødvendig.

Ved en foretrukken udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen har også impelleren 4 en (ikke vist) beklædning af et stof, til hvilket de materialer, 25 der skal agglomereres, og de til agglomereringen krævede hjælpestoffer har ringe vedhæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, hvilken beklædning dog ikke dækker den perifere del af impelleren, som når ud i det område, hvor den væsentligste del af det pulverformige ma-30 teriale befinder sig under apparatets drift. Det har nemlig vist sig, at en således kun partielt beklædt impeller kan bearbejde materialet mere effektivt end en totalt beklædt impeller kan, da ikke beklædte overflader giver en større friktionspåvirkning end beklædte.

35 Ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindel sen indføres pulveret, der skal agglomereres, i blande-

DK 161743 B

10 beholderen, hvorpå låget 2 fastgøres. Herefter startes impelleren, typisk med en omdrejningshastighed på nogle få hundrede omdrejninger pr. minut, og chopperen, typisk med 1000-2000 omdrejninger pr. minut.

5 Under impellerens påvirkning kommer pulvermassen i en hvirvlende bevægelse, idet den, samtidig med at den roterer i impellerens omdrejningsretning, gennemfører en cirklende bevægelse, som antydet skematisk på tegningen, idet partiklerne af impelleren slynges udad 10 mod beholdervæggene, langs hvilke de presses op for derpå at returnere til beholderens nedre del i nogen afstand fra væggene. I området omkring beholderens omdrejningsakse findes kun meget lidt pulver.

Efter at det beskrevne bevægelsesmønster er til-15 vejebragt, startes forstøvning af agglomereringsvæsken ved hjælp af forstøverhjulet 9. Som antydet, rammer de forstøvede dråber af væsken pulvermassen ensartet i et ringformet område, som pulveret passerer under dets nedadrettede bevægelse.

20 Mængden af væske, som påføres, fastsættes ud fra forudgående bestemmelser af eller kendskab til det pågældende pulvermateriales evne til at binde væsken.

Når væskeforstøvningen er afsluttet, standses chopperen 13, og den fjernes eventuelt.

25 Herefter forøges impellerens omdrejningshastig hed f.eks. til det tredobbelte, og der indblæses tørreluft gennem ledningen 11, som passerer op gennem blan-debeholderen til sikring af tørring af materialet i denne, samtidig med at de dannede agglomerater kompak-30 teres. Tørreluften og de dampe, den medfører, udtages gennem 12 og underkastes hensigtsmæssigt en filtrering, inden den frigives til atmosfæren.

Kompakteringsfasen andrager typisk fra nogle få til 10-15 minutter. Til opnåelse af kompakte granula 35 er det hensigtsmæssigt at behandlingen i denne fase er mere intens, end hvad der muliggøres i de kendte appa- 11

DK 161743 B

rater.

Et tilnærmet udtryk for intensiteten af den mekaniske bearbejdning er forholdet mellem det volumen, som impelleren gennemløber pr. sekund og beholderens 5 volumen (betegnet "relative swept volume"). Størrelsen af dette "swept volume" beregnes ved at dele arealet for hver af impellerens vinger op i vertikale segmenter og på basis heraf og ud fra impellerhastigheden beregne det volumen, der gennemløbes af impellerens blade pr.

10 sekund.

Det har vist sig, at impellerens dimensioner og kapaciteten af dens drivorganer fortrinsvis skal være således afpassede, at det under apparatets drift er muligt at opnå, at værdien for "relative swept volume" er 15 mindst 3,0, hvilket er mere, end hvad der sædvanligvis kan opnås med de kendte apparater. Dette indebærer navnlig, at impellerens drivmotor 7 skal være særligt kraftig, hvis der på kort behandlingstid skal opnås meget kompakte granula med snæver kornstørrelsesforde-20 ling.

Under behandlingen vil materialets temperatur stige som følge af friktioinsvarmen. Fortrinsvis kan temperaturen af beholderens indhold reguleres ved hjælp af ikke viste foranstaltninger, såsom midler til for-25 varmning af tørreluften og køle- eller varmekapper rundt om beholderen.

Når kompakteringen er afsluttet, udtages agglo-meratet enten efter afløftning af låget 2 eller via ikke viste udtagningsanordninger i beholdervæggen.

30 Fremgangsmåde og apparatet ifølge opfindelsen og de hermed opnåede fordele i forhold til den kendte teknik illustreres nærmere ved hjælp af nedenstående eksempler og sammenligningsforsøg.

35

DK 161743 B

12

Eksempler

Ved samtlige eksempler og sammenligningsforsøg blev der som pulverformet materiale til agglomereringen 5 anvendt calciummonohydrogenphosphat med to mol krystalvand. Som væske blev i alle tilfælde anvendt en 8%'s vandig opløsning af Kollidon 90 (polyvinylpyrrolidon).

Eksemplerne blev udført i et apparat, som beskrevet ovenfor i forbindelse med tegningen med en cy-10 lindrisk diameter på 50 cm og en højde for blandebe-holderen på 25 cm. Impelleren havde to vinger.

Sammenligningsforsøgene blev udført under anvendelse af det kommercielt tilgængelige apparat, som har størst lighed med det i eksemplerne benyttede apparat 15 ifølge opfindelsen. Det nævnte kendte apparat forhandles under navnet Fielder PMAT 25 VG. Dets diameter er 38 cm og højden 21 cm. Væskeindførelsen sker ved anvendelse af en nedadrettet tostofdyse, anbragt acentralt i apparatets låg.

20 Væskefordelingens homogenitet

Der blev udført fem eksempler og et sammenligningsforsøg med de i nedenstående Tabel I anførte væs-25 ketilsætningshastigheder og impellerhastigheder.

I hvert eksempel blev anvendt 10 kg calciumhy-drogenphosphat og 1950 g agglomereringsvæske.

Til vurdering af væskefordelingen udtoges ved hvert eksempel eller forsøg ti prøver på ca. 5 g fors-30 kellige steder i beholderen. Tørringstabet blev bestemt for hver af disse prøver. Den relative standardafvigelse på tørringstabene anvendtes som mål for væskefordelingens homogenitet. Endvidere udførtes sig-teanalyser på de tørrede pulverprøver. En stigning i IfL middelkornstørrelse, indhold af agglomerater større end 2 mm og formindskelse af indholdet af partikler mindre 13 DK 16174313¾ end 125 pm indikerer en begyndende agglomerering. Som forklaret ovenfor er en sådan agglomerering, som finder sted uden at betingelserne herfor er ensartede, uønsket.

5

TABEL I

Eks. Væsketil- Impellerha- sre3_ dgW <125pm >2 mm 10 sæt. stighed tørre pm % % g/min omdr./min tab. 2) _u_ 1 200 100 1,4 130 48 1,3 15 2 200 200 0,8 70 75 0,7 3 300 100 3,6 101 58 1,8 4 300 200 0,6 72 72 0,4 5 400 200 1,0 93 62 0,6 20 Sam-menl.

fors. 200 200 8,1 215 38 14,3 25 1) d.v.s. relativ standardafvigelse på tørringsta bene i %.

, 4. n Ziwi * ^2.

2) dgW = antilog —-i Σ w± 30 hvori d^ er middeldiameteren af den i'te sigte- fraktion, og w-^ er vægtmængden af fraktionen med middeldiameteren d^.

Det fremgår af ovenstående tabel, at der ved 35 eksemplerne 1-5, som er udført efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen, blev opnået en langt mindre variation i tørretabet og dermed en langt mere ensartet

DK 161743 B

14 væskefordeling end ved sammenligningsforsøget, ligesom det af tabellens tre sidste kolonner fremgår, at der ved de nævnte eksempler kun var ringe tendens til ag-glomerering sammenlignet med hvad der resulterede af 5 sammenligningsforsøget.

Kornstørrelsesfordeling og udbytte

Ved nedenstående eksempler 6 og 7 blev der som 10 udgangsmateriale anvendt 10 kg calciumhydrogenphosphat og 2100 g 8%'s vandig Kollidon 90-opløsning, medens der i sammenligningsforsøget blev anvendt 1680 g af den vandige Kollidonopløsning til 8 kg calciumhydrogenphosphat, dvs. samme forhold mellem væske og pulvermateri-15 ale.

Ved væsketilsætningsfasen blev der i alle tilfælde tilført 200 g væske pr. minut, og impellerens hastighed var både i eksemplerne og i sammenligningsforsøget 200 omdr/min.

20 Ved kompakteringsfasen blev der i eksemplerne anvendt en impellerhastighed på 600 omdr/min., medens den tilsvarende hastighed i sammenligningsforsøget var 400 omdr./min., da dette var den maksimale hastighed, der kunne opnås med apparatet med denne charge.

25 Under kompakteringsfasen blev der ved eksempler ne 6 og 7 gennemledt 10 m3/h tørreluft, medens der ved sammenligningsforsøget ikke var mulighed herfor.

Sammenligningsforsøget blev iøvrigt udført under de betingelser, der er normale ved konventionel agglo-30 mering i intensivblandere.

En del af de opnåede resultater fremgår af Tabel II. Som det vil ses, kunne den i sammenligningsforsøget udførte proces ikke styres, da der efter fem minutter skete en overfugtning af materialet som følge af, 35 at kompakteringen havde nået et sådant niveau, at dette ikke længere kunne tilbageholde den totale tilførte

DK 161743 B

15 vandmængde, og som følge af at denne ikke blev fjernet i takt med formindskelsen af materialets vandbindingsevne under kompakteringen, således som dette skete i de to eksempler.

5

TABEL II

10 Kompakte- Eksempel 6 Eksempel 7 Sammenligningsringstid, dgw sgw dgw sgw forsøg min. Mm 2) 1) Mm 2) 1) dgw sgw _Mm 2)_1^ 0 98 3,4 93 3,2 215 4,7 15 2 320 2,9 3 273 2,8 275 2,6 4 527 2,3 5 *) *) 6 741 1,5 738 1,5 20 8 976 1,4 951 1,5 *) Efter 5 min. overfugtedes materialet.

25 1) sgw angiver det relative forhold mellem medianen for fordelingen (d50%) og (d15 9%) fraktilen for den kummulerede vægtfordeling og beregnes ud fra: 30 (log sgw = -L. · (Ewj_(log ά±)2- (^wi ' log di)2 } Σ«ί i hvor d^ og er som defineret i fodnoten til Tabel I, 35 2) se fodnoten til Tabel I.

DK 161743 B

16

Til nærmere belysning af dette er nedenfor angivet målte porøsiteter af agglomerater, dannet under forløbet af Eksempel 6, og herudfra er de tilsvarende mætningsgrader beregnet.

5

TABEL III

Kompakterings- Porøsitet Mætnings- Tørringstab 10 tid min. (ε · 100) grad, % %10 _1) (S-100)_ 0 48 47 18,8 3 30 94 17,3 15 6 26 102 15,4 15 8 24 102 13,9 1) Porøsiteten er målt med pykrometermetode med 20 kviksølv som fortrængningsmedium. Målingen er foretaget med et intrusions tryk på 740 mm Hg, hvorved Hg trænger ind i porer i granulatet større end ca. 20 ym. Por de aktuelle pellets kan porerne i de kompakte agglomerater regnes 25 for under 20 ym, hvorfor målingen er tæt på den sande porøsitet.

Det skyldes usikkerhed ved porøsitetsmålingerne, at mætningsgraden i to tilfælde overstiger 100%. Tør-30 ringshastigheden under kompakteringen udgjorde 55-630 g/min.

Den ovenfor anførte mætningsgrad S er defineret ved udtrykket (1-ε)6 35 S = - ε - 6l

DK 161743 B

17 ε = porøsiteten 6g = udgangsstoffets densitet.

= bindemid. opl. densitet.

5 H = tørringstab.

Hvis man til sammenligning beregner mætningsgraden uden tørring under kompakteringen svarende til konventionel intensiv agglornerering, fås med udgangspunkt 10 i Eksempel 6 følgende værdier: TABEL IV 15

Kompakterings- Mætningsgrad tid min. % _(S ♦ 100) 20 0 47 3 102 6 124 8 138 25

Det ses af disse beregninger, at mætningsgraden overstiger 100% efter ca. fire minutters kompaktering.

Dette er i overensstemmelse med, hvad der blev erfaret ved det ovenfor indgivne sammenligningsforsøg, hvor 30 agglomeratet efter nævnte tidspunkt blev overfugtet momentant med resulterende, ukontrollabel agglomerat-vækst.

Tabel V nedenfor gengiver sigteanalyse af det i Eksempel 6 fremstillede agglomerat. Det fremgår, at 35

DK 161743 B

18 udbyttet af partikler med kornstørrelse i det ønskede område, dvs. mellem 500 og 1400 ym andrager ca. 82%.

TABEL V

5

Diam.ym brutto vægt% akkum. vægt% 10 10 0,5 0,5 75 0,0 0,5 125 0,1 0,6 15 180 0,2 0,8 250 0,3 1,1 355 1,1 2,2 500 10,5 12,7 710 38,3 50,9 20 1000 33,5 84,4 1400 5,9 90,3 2000 1,2 91,5 2830 1,4 92,9 4000 7,1 100,0 25

Middeldiameter, dgW ym = 956 %>4mm 7,1 %<= 75 ym 0,5 %>2mm 9,7 %<=125 ym 0,6 30

Ved sammenligning af resultaterne, opnået ved ovenstående eksempler og ved sammenligningsforsøgene, fremgår det klart, at der ved anvendelse af forstøverhjul til fordeling af granuleringsvæsken i forbindelse 35 med overholdelse af de øvrige for fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelige foranstaltninger opnås et væ- 19

DK 161743 B

sentligt større udbytte af granulat med ønsket relativ snæver partikelfordeling, end hvad der fås ved de konventionelle metoder, hvor udbyttet hyppigt er under 50%.

5 Det skal dog bemærkes, at en medvirkende årsag til, at der ved ovenstående Eksempel 6 er demonstreret et særdeles stort udbytte i forhold til, hvad der opnås ved de konventionelle processer formentlig er, at appa-ratets beklædning medfører et mindre vedhæng af partik-10 ler og dermed mere ensartede behandlingsbetingelser.

15 20 25 30 35

Claims (10)

1. Eremgangsmåde til agglomerering af et pul-verformigt materiale under opnåelse af sfæriske granula 5 med en ønsket snæver kornstørrelsesfordeling og med lav intragranulær porøsitet, ved hvilken materialet i en intensivblander, indvendigt beklædt med et stof, til hvilket de materialer, som skal agglomeres, og de til agglomereringen krævede hjælpestoffer, har ringe ved-10 hæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, under mekanisk bearbejdning påsprøjtes en væske, som er en opløsning af et bindemiddel eller et opløsningsmiddel for et i det pulverformige materiale opblandet bindemiddel, og bearbejdes mekanisk til dannelse af granula og kom-15 paktering af disse, hvilke granula tørres, kendetegnet ved, at man (i) i en første fase, hvor væskepåsprøjtningen finder sted, holder den mekaniske bearbejdning på et så lavt niveau, at der ikke sker væsentlig 20 agglomerering og kompaktering og ikke sker væ sentlig temperaturstigning i materialet, (ii) i denne første fase fordeler væsken ensartet på materialet ved forstøvning med et aksialt i blanderen anbragt forstøverhjul og 25 (iii) afpasser væskemængden, som forstøves på materialet, således at den er større end den, som ville være tilstrækkelig til at mætte materialet efter kompakter ingen, men er mindre end den, som kræves til mætning af materialet før kompakterin-30 gen, samt ved at man (iv) i en påfølgende fase foretager kompakteringen ved anvendelse af væsentligt kraftigere mekanisk bearbejdning end den under væsketilførslen benyttede og ved forhøjet temperatur, fortrinsvis 35 mellem 30 og 100°C, og (v) herunder ved anvendelse af tørregas eller vakuum DK 161743 B 21 sikrer en fordampning af den påførte væske eller bestanddele af denne, som er i takt med den under kompakteringen fremskridende formindskelse af materialets væskebindingskapacitet, således 5 at kompakteringen ikke på noget tidspunkt medfø rer, at materialet overmættes med væske.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at væsken forstøves på materialet i en mængde, som svarer til 60-95% af den mængde, som 10 kræves til mætning af materialet før dettes kompakte-ring.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at væsken er vand eller en vandig opløsning af et bindemiddel, og at vandet under kom- 15 pakteringen afdampes ved at lede en luftstrøm gennem det under bearbejdning værende materiale.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at fordampningen af den påførte væske eller bestanddele af denne under kompakteringen 20 opnås ved anvendelse af vakuum.

5. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge et vilkårligt af de foregående krav og omfattende en med låg (2) forsynet om en lodret akse rotationssymmetrisk blande- og agglomereringsbeholder (1), med en 25 indvendig beklædning (3) af et stof, til hvilket de materialer, som skal agglomereres, og de til agglomere-ringen krævede hjælpestoffer, har ringe vedhæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, og som har en impeller (4), fastgjort på en central aksel (6) gennem 30 beholderens bund, kendetegnet ved, at det, fastgjort i beholderens låg (2), har en forstøver (8) med et vandret forstøverhjul (9) med aksel på linie med nævnte centrale aksel (6).

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet 35 ved, at impellerens dimensioner og kapaciteten af dens drivorganer muliggør, at man under apparatets drift kan « * 22 DK 161743 B opnå, at forholdet mellem det volumen, som impelleren gennemløber pr. sekund og beholderens volumen ("relative swept volume") er mindst 3,0.

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, k e n - 5 detegnet ved, at også impelleren (4) har en beklædning af et stof, til hvilket de materialer, der skal agglomereres, og de til agglomereringen krævede hjælpestoffer har ringe vedhæftning, fortrinsvis en fluorholdig polymer, hvilken beklædning dog ikke dækker 10 den perifere del af impelleren, som når ud i det område, hvor den væsentlige del af det pulverformige materiale befinder sig under apparatets drift.

8. Apparat ifølge krav 5, 6 eller 7, kendetegnet ved, at det har organer til styret 15 indblæsning af tørreluft rundt om den aksel, hvortil impelleren er fastgjort.

9. Apparat ifølge krav 5, 6 eller 7, kendetegnet ved, at beholderen er udformet lufttæt og er forbundet med en vakuumkilde. 20

10. Apparat ifølge et vilkårligt af kravene 5 - 9, kendetegnet ved, at det har termostatisk styrede organer til regulering af temperaturen af beholderens indhold. 25 30 35