RU2542276C2 - Perfected device for application of coating on particles by new process with help of airflow vortex generator - Google Patents
Perfected device for application of coating on particles by new process with help of airflow vortex generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542276C2 RU2542276C2 RU2011141325/05A RU2011141325A RU2542276C2 RU 2542276 C2 RU2542276 C2 RU 2542276C2 RU 2011141325/05 A RU2011141325/05 A RU 2011141325/05A RU 2011141325 A RU2011141325 A RU 2011141325A RU 2542276 C2 RU2542276 C2 RU 2542276C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vortex
- coating
- gas flow
- walls
- particles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- 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
- B01J2/006—Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- 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
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
В заявке согласно изобретению предложено усовершенствованное технологическое устройство для нанесения покрытия на частицы с использованием нового вихревого генератора воздушного потока, который предоставляет возможности для развития в области химико-фармацевтической технологии производства. Изобретение заключается в усовершенствовании технологического оборудования для обработки частиц путем напыления снизу, а также в использовании в работе принципа вихревого генератора. В частности, изобретение представляет собой конструкторское решение, в отношении существенных признаков устройства для нанесения покрытия на частицы, которое повышает качество покрытия. Изобретение, в соответствии с международной патентной классификацией, относится к классу A61J 3/06.The application according to the invention proposed an improved technological device for coating particles using a new vortex generator of air flow, which provides opportunities for development in the field of chemical-pharmaceutical production technology. The invention consists in improving technological equipment for processing particles by spraying from below, as well as in using the principle of a vortex generator. In particular, the invention provides a design solution with respect to the essential features of a particle coating device that improves the quality of the coating. The invention, in accordance with the international patent classification, relates to
Предлагаемое устройство обеспечивает эффективное решение технической проблемы, сужая разброс по толщине покрытия как для малых, так и для крупных частиц. Нанесение покрытий функционального назначения на частицы является распространенным технологическим процессом в химико-фармацевтической промышленности. Это, в частности, относится к изделиям фармацевтической промышленности, чья функция обусловлена пролонгированным высвобождением терапевтических веществ, и у которых скорость растворения терапевтического вещества зависит от диффузии через покрытие, в то время как толщина и равномерность покрытия разных частиц играют крайне важную роль при обеспечении необходимых кинетических характеристик высвобождения вещества. Создание технологического устройства, способного сузить разброс по толщине покрытия частиц, также важно при нанесении покрытия на частицы для их защиты от атмосферных, физиологических и других воздействий. В этом случае функциональность покрытия частиц обеспечивается меньшим количеством материала, вследствие чего технологический процесс отнимает меньше времени и энергии. Основная проблема заключается в нанесении покрытия на мелкие частицы размером от 50 мкм до 300 мкм, которые из-за малой массы и инерции более склонны к нежелательному эффекту агломерации. Неагломерированные небольшие частицы с покрытием играют важную роль в фармацевтических и химических технологиях из-за их большей поверхностной площади по сравнению с более крупными частицами. При напылении на частицы дисперсионного покрытия, содержащего терапевтическое вещество, в частности, в фармацевтической промышленности, одним из важнейших показателей является максимальная эффективность потребления материала в процессе покрытия, которая чаще всего зависит от расположения и угла наклона форсунки и плотности частиц вокруг форсунки.The proposed device provides an effective solution to a technical problem, narrowing the variation in coating thickness for both small and large particles. Functional coating of particles is a common process in the pharmaceutical industry. This, in particular, applies to pharmaceutical products whose function is due to the prolonged release of therapeutic substances, and in which the dissolution rate of a therapeutic substance depends on diffusion through the coating, while the thickness and uniformity of the coating of different particles play a crucial role in ensuring the necessary kinetic substance release characteristics. The creation of a technological device capable of narrowing the spread across the thickness of the coating of particles is also important when coating particles to protect them from atmospheric, physiological and other influences. In this case, the functionality of the coating of particles is provided by a smaller amount of material, as a result of which the process takes less time and energy. The main problem is the coating of small particles ranging in size from 50 microns to 300 microns, which, due to their low mass and inertia, are more prone to the undesirable effect of agglomeration. Non-agglomerated small coated particles play an important role in pharmaceutical and chemical technologies because of their larger surface area compared to larger particles. When spraying particles of a dispersion coating containing a therapeutic substance, in particular in the pharmaceutical industry, one of the most important indicators is the maximum efficiency of material consumption during the coating process, which most often depends on the location and angle of the nozzle and the particle density around the nozzle.
Известные технологические устройства для нанесения покрытия на частицы, работающие с применением псевдоожиженного слоя, идеально подходят для нанесения покрытия на частицы размером от 50 мкм до 6 мм.Known process devices for coating particles operating with a fluidized bed are ideally suited for coating particles ranging in size from 50 microns to 6 mm.
Технологические устройства для нанесения покрытия на частицы, использующие вихревую технологию, условно делят на следующие группы:Technological devices for coating particles using vortex technology are conventionally divided into the following groups:
устройства, производящие напыление сверху; устройства, производящие напыление по касательной; а также устройства, производящие напыление снизу. Технологические устройства, производящие напыление сверху, в первую очередь предназначены для гранулирования, однако в случае нанесения покрытия необходимость мелкодисперсионного рассеивания, обеспечивающего качественное покрытие, приводит к более сильному нежелательному эффекту высыхания раствора для покрытия. Если опустить форсунку ниже, то расстояние от форсунки до частиц будет меньше, однако, из-за противоположного потока воздуха псевдоожижения и сжатого воздуха от двухканальных форсунок нарушается траектория перемещения частиц, что ведет к избыточному увлажнению сетки в нижней части устройства.devices spraying from above; tangential spraying devices; as well as devices for spraying from below. Technological devices that spray from above are primarily intended for granulation, however, in the case of coating, the need for fine dispersion, which provides a high-quality coating, leads to a stronger undesirable effect of drying the coating solution. If you lower the nozzle below, the distance from the nozzle to the particles will be less, however, due to the opposite flow of fluidized air and compressed air from the two-channel nozzles, the path of the particles is disrupted, which leads to excessive wetting of the mesh at the bottom of the device.
Технологические устройства для нанесения покрытия с помощью напыления по касательной, в комбинации с вращающейся пластиной, представляют проблему из-за тесного контакта частиц на траектории их перемещения и относительно небольшого потока тепла через рабочую камеру, что обычно приводит к агломерации мелких частиц, на которые необходимо нанести покрытие.Technological devices for coating by tangential spraying, in combination with a rotating plate, are a problem due to close contact of particles on the path of their movement and a relatively small heat flux through the working chamber, which usually leads to agglomeration of small particles that need to be applied coating.
В случае использования технологического устройства, производящего напыление снизу, расстояние между форсунками и частицами мало, и в то же время форсунка направлена в сторону потока воздуха для псевдоожижения или в сторону частиц. Известная версия устройства, производящего напыление снизу, содержит разделительный цилиндр - или так называемый внутренний цилиндр, расположенный по центру над форсункой и немного выше распределительной пластины. При наличии разделительного цилиндра, рабочая камера выполняет работу в соответствии с принципами циркулирующего псевдоожиженного слоя по технологии, названной в честь ее изобретателя: камера Вурстера. Преимуществом этого устройства является то, что область нанесения покрытия на частицы отделена от области сушки, более того, в связи с пневмотранспортировкой частиц внутри цилиндра и вокруг форсунки, скорость частиц относительно высока и составляет 0,7-2 м/с, что снижает возможность агломерации частиц. Перемещение частиц повторяется по кругу, то есть имеет вид контролируемого перемещения.In the case of using a technological device that sprays from below, the distance between the nozzles and particles is small, and at the same time, the nozzle is directed towards the air flow for fluidization or towards the particles. A known version of the device for spraying from below contains a separation cylinder - or the so-called inner cylinder, located in the center above the nozzle and slightly above the distribution plate. In the presence of a separation cylinder, the working chamber performs work in accordance with the principles of the circulating fluidized bed according to the technology named after its inventor: the Wurster chamber. The advantage of this device is that the coating area on the particles is separated from the drying area, moreover, due to the pneumatic transportation of particles inside the cylinder and around the nozzle, the particle velocity is relatively high and is 0.7-2 m / s, which reduces the possibility of agglomeration particles. The movement of particles is repeated in a circle, that is, it has the form of controlled movement.
Тем не менее проблемы нанесения покрытия с использованием известной камеры Вурстера проявляются в виде неравномерного наслоения при нанесении пленочного покрытия на совокупность частиц. Это происходит вследствие того, что частицы перекрывают друг друга в области напыления дисперсионного покрытия, создавая эффект "мертвой зоны" для потока частиц, а также вследствие несоизмеримости ускорений, которые приобретают наименьшие и наибольшие частицы в процессе нанесения покрытия на совокупность частиц. Объемная доля гранул в области напыления и эффект взаимного перекрытия зависят от проточной среды псевдоожижения - воздуха или другого инертного газа, а также от регулировки высоты разделительного цилиндра. Эффект "мертвой зоны" для потока частиц сфокусирован в углу, образованном наружной стенкой технологического устройства и распределительной пластиной, так как расположенные ближе к наружной стенке разделительного цилиндра частицы сначала неоднократно попадают в область горизонтальной транспортировки, а также в область нанесения покрытия и вертикальной транспортировки, и, таким образом, неоднократно участвуют в циркуляции через цилиндр в процессе нанесения покрытия и, следовательно, имеют более высокую степень покрытия. Эффект "мертвой зоны" сильнее проявлен при более низких положениях внутреннего цилиндра, несмотря на то что в области мертвой зоны распределительной пластины находятся большие отверстия, которые, за счет локального увеличения потока газа, должны были бы уменьшить или ликвидировать эту проблему. Если нанести покрытие на совокупность частиц с широким гранулометрическим составом, то по окончании процедуры у крупных частиц более толстый слой покрытия, чем у мелких частиц. Это происходит из-за особенности вертикальной транспортировки частиц, так как мелкие частицы имеют лучшее отношение площади поперечного сечения к массе, чем крупные частицы, и следовательно, после пересечения разделительного цилиндра, мелкие частицы имеют большую скорость, чем крупные частицы и, таким образом, поднимаются выше, в результате чего время подъема и спуска увеличивается для меньших частиц по сравнению с находящимися в рабочей камере более крупными частицами. Доказано, что при нанесении покрытия количество пересечений частицей разделительного цилиндра за время покрытия зависит от начального размера частицы.Nevertheless, the problems of coating using the well-known Wurster camera are manifested in the form of uneven layering when applying a film coating to a set of particles. This is due to the fact that the particles overlap each other in the deposition region of the dispersion coating, creating a "dead zone" effect for the particle flow, as well as due to the incommensurability of the accelerations that the smallest and largest particles acquire during the coating process on the set of particles. The volume fraction of granules in the spraying area and the effect of mutual overlap depend on the flowing fluidization medium — air or other inert gas, as well as on the adjustment of the height of the separation cylinder. The "dead zone" effect for the particle flow is focused in the corner formed by the outer wall of the technological device and the distribution plate, since the particles located closer to the outer wall of the separation cylinder first fall into the horizontal transport area, as well as into the coating and vertical transport area, and Thus, they repeatedly participate in the circulation through the cylinder during the coating process and, therefore, have a higher degree of coverage. The "dead zone" effect is more pronounced at lower positions of the inner cylinder, despite the fact that there are large holes in the region of the dead zone of the distribution plate, which, due to a local increase in gas flow, should reduce or eliminate this problem. If you apply a coating to a set of particles with a wide particle size distribution, then at the end of the procedure, large particles have a thicker coating layer than small particles. This is due to the peculiarity of the vertical transport of particles, since small particles have a better ratio of cross-sectional area to mass than large particles, and therefore, after crossing the separation cylinder, small particles have a greater speed than large particles and, thus, rise higher, as a result of which the time of rise and descent is increased for smaller particles compared to larger particles in the working chamber. It is proved that when applying the coating, the number of particle intersections of the separation cylinder during the coating time depends on the initial particle size.
Кроме того, из-за относительно высокой плотности частиц у внутренней стенки разделительного цилиндра и столкновений между частицами, возможен довольно быстрый рост агломерации частиц с размерами в диапазоне от 50 мкм до 300 мкм, несмотря на сушку, из-за сильного локализованного сквозного потока нагретого воздуха.In addition, due to the relatively high density of particles near the inner wall of the separation cylinder and collisions between particles, a rather rapid increase in particle agglomeration with sizes ranging from 50 μm to 300 μm is possible, despite drying, due to the strong localized through flow of heated air .
Ниже приведены подробные описания известных решений, примененных в устройстве Вурстера.Below are detailed descriptions of well-known solutions used in the Wurster device.
Известно, что вихревой поток жидкости внутри труб улучшает передачу тепла двухфазному потоку в результате увеличения пути жидкости и, следовательно, времени контакта с частицей, на определенном расстоянии в осевом направлении потока, как указано в работе Алгифри А.Х. с соавторами «Теплообмен в турбулентном распадающемся вихревом потоке в круглой трубе» в «Международном журнале по тепломассообмену», 1988 г., 31 (8): 1563-1568. Благодаря улучшенной передаче тепла, проблема нанесения покрытия на мелкие частицы должна уменьшаться.It is known that the vortex fluid flow inside the pipes improves heat transfer to the two-phase flow as a result of increasing the fluid path and, consequently, the contact time with the particle, at a certain distance in the axial direction of the flow, as indicated by A. Algifri. et al. “Heat transfer in a turbulent decaying vortex flow in a round pipe” in the “International Journal of Heat and Mass Transfer”, 1988, 31 (8): 1563-1568. Due to improved heat transfer, the problem of coating fine particles should be reduced.
Известна также статья о повышении теплового коэффициента полезного действия во время сушки внутри устройства с конструкцией, отличной от устройства Вурстера, и работа которого основана на вихревом принципе с использованием вихревого генератора воздушного потока в форме лезвия. При использовании устройства с вихревым потоком обеспечено улучшение характеристик, таких как снижение времени сушки и конкретных скоростей сушки от 5% до 25% и повышение эффективности сушки до 38%, как показано М. Озбеж, М.С. Сойлемец, «Преобразование и управление энергией», 46, 2005 г., 1495-1512.There is also an article on increasing the thermal efficiency during drying inside a device with a design different from the Wurster device, and whose operation is based on the vortex principle using a vortex airflow generator in the form of a blade. When using a device with a vortex flow, improved characteristics, such as reducing drying time and specific drying speeds from 5% to 25% and increasing drying efficiency to 38%, are shown, as shown by M. Ozbezh, M.S. Soylemets, "Transformation and Energy Management", 46, 2005, 1495-1512.
Включение вихревого потока в камеру Вурстера сужает разброс по толщине покрытия для совокупности покрытых частиц с узким гранулометрическим составом примерно на 43%, как показано П.У.С. Хэн и соавторами в работе, напечатанной в «Международном журнале фармацевтики», 327, 2006 г., 26-35. По сравнению с обычной камерой Вурстера, использование вихревого потока также существенно снижает возникновение агломерации, что показано в работе Э.С.К. Танг с соавторами, опубликованной «Международным журналом фармацевтики», 350, 2008 г., 172-180, в то же время эффективность покрытия для данной версии по сравнению с обычной камерой была несколько хуже.The inclusion of a vortex flow in the Wurster chamber narrows the spread across the thickness of the coating for the aggregate of coated particles with a narrow particle size distribution by about 43%, as shown by P.U.S. Han et al., Published in International Journal of Pharmacy, 327, 2006, 26-35. Compared with a conventional Wurster camera, the use of a vortex flow also significantly reduces the occurrence of agglomeration, as shown in the work of E.S.K. Tang et al., Published by the International Journal of Pharmaceuticals, 350, 2008, 172-180, while the coating efficiency for this version was slightly worse compared to a conventional camera.
Патентный документ США №5718764 касается вихревого потока и описывает, как фирмой «Аероматик» реализовано решение для защиты генератора воздушного вихревого потока в рамках устройства для нанесения покрытия путем напыления снизу, то есть в камере Вурстера. Осуществленные согласно указанному патентному документу варианты изобретения показали некоторое улучшение однородности пленочных покрытий, а именно, за счет эффекта растворения пигмента покрытого ядра через более или менее непрерывный, нерастворимый покрывающий слой. Учитывая, что до этого уже было известно влияние вихревого потока на передачу тепла, что показано Алгифри А.Х. и соавторами в работе «Теплообмен в турбулентном распадающемся вихревом потоке в круглой трубе» в «Международном журнале по тепломассообмену», 1988 г., 31 (8): 1563-1568, документ описывает оригинальную конструкцию, формирующую вихревой поток воздуха. Патентный документ США №6492024 В1 касается гранулирования с помощью вихревого потока и описывает процесс гранулирования в комбинации с использованием устройства генерации воздушного потока для нанесения покрытия из патента США №5718764.US patent document No. 5718764 relates to a vortex flow and describes how Aeromatic implemented a solution to protect an air vortex flow generator within a device for coating from below, i.e. in a Wurster chamber. The embodiments of the invention carried out according to the aforementioned patent document have shown some improvement in the uniformity of the film coatings, namely, due to the effect of the pigment dissolution of the coated core through a more or less continuous, insoluble coating layer. Given that before this it was already known the effect of the vortex flow on heat transfer, as shown by A. Algifri et al. in “Heat Transfer in a Turbulent Decaying Vortex Flow in a Round Pipe” in the “International Journal of Heat and Mass Transfer”, 1988, 31 (8): 1563-1568, the document describes the original design that forms the vortex air flow. US patent document No. 6492024 B1 relates to granulation using a vortex stream and describes a granulation process in combination with the use of an air flow generation device for coating from US patent No. 5718764.
Патентная заявка Словении №Р-200800295 описывает техническую задачу сужения разброса по толщине пленочного покрытия, снижения агломерации частиц и увеличения эффективности покрытия частицы за счет инновационной конструкции вихревого генератора воздушного потока, что, однако, не обеспечивает высокой адаптивности при формировании двухфазных потоков. Возможности для оптимизации процесса нанесения покрытия, таким образом, ограничены. Более того, в процессе нанесения покрытия, в разделительном цилиндре образуются цепочки твердых частиц, вследствие чего частицы перекрывают друг друга в области напыления покрывающего раствора, что приводит к снижению равномерности толщины пленочного покрытия. Существует постоянная потребность в устройстве для технологического процесса нанесения покрытия на частицы, которое:Slovenian patent application No. Р-200800295 describes the technical task of narrowing the variation in film coating thickness, reducing particle agglomeration and increasing particle coating efficiency due to the innovative design of the vortex airflow generator, which, however, does not provide high adaptability for the formation of two-phase flows. Opportunities for optimizing the coating process are thus limited. Moreover, during the coating process, chains of solid particles are formed in the separation cylinder, as a result of which the particles overlap each other in the spraying area of the coating solution, which reduces the uniformity of the thickness of the film coating. There is a continuing need for a device for a particle coating process that:
- по сравнению с существующими конструкторскими решениями камеры Вурстера, обеспечивает материально- и энергосберегающий процесс нанесения покрытия на частицы, результатом которого является совокупность покрытых частиц с достаточно низкой вариативностью пленочного покрытия и уменьшенной агломерацией частиц;- in comparison with the existing design solutions of the Wurster chamber, it provides a material and energy-saving process of coating particles, the result of which is a combination of coated particles with a sufficiently low variability of the film coating and reduced particle agglomeration;
- благодаря своим адаптивным возможностям обеспечивает оптимальную настройку потока и высококачественное покрытие для широкого спектра потенциальной продукции, в том числе обеспечивает качественное покрытие для как можно более широкого гранулометрического состава частиц.- thanks to its adaptive capabilities, it provides optimal flow control and high-quality coating for a wide range of potential products, including high-quality coating for the widest possible particle size distribution.
Исходя из описанных выше функциональных признаков, требуется малогабаритное технологическое устройство для нанесения покрытия, в комбинации с низкими инвестиционными затратами, которые обеспечили бы простой масштабный переход к промышленным установкам.Based on the functional characteristics described above, a small-sized technological device for coating is required, in combination with low investment costs, which would provide a simple large-scale transition to industrial plants.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу снижения разброса по толщине пленочного покрытия, задачу снижения степени агломерации частиц, а также задачу повышения эффективности покрытия. Конструктивное решение заключается в инновационной конфигурации вихревого потока воздуха, как показано на Фиг.3, 4, 5, обеспечивающей график скорости воздушного потока на входе в нижнюю часть цилиндра отличный от графика, обусловленного параметрами известного вихревого потока.The present invention solves the technical problem of reducing the spread across the thickness of the film coating, the task of reducing the degree of particle agglomeration, as well as the task of increasing the efficiency of the coating. The design solution consists in the innovative configuration of the vortex air flow, as shown in Figs. 3, 4, 5, providing a graph of the air flow velocity at the inlet to the lower part of the cylinder different from the graph due to the parameters of the known vortex flow.
Относительное стандартное отклонение ОСО (RSD) по толщине пленочного покрытия также меньше по сравнению с другими известными устройствами и значительно меньше по сравнению с известной камерой Вурстера, как показано П.У.С. Хэн и соавторами в «Международном журнале фармацевтики», 327, 2006 г., 26-35. Инновационная конструкция предлагаемого устройства также уменьшает проблему зависимости толщины пленочного покрытия от начального размера покрываемых частиц. Имеется возможность, за счет определенных изменений компонентов вихревого генератора воздушного потока, оказывать значительное влияние на характеристики двухфазного потока частиц газа, от которых зависит качество покрытия, что позволяет использовать устройство с широким ассортиментом продукции.The relative standard deviation of the CCA (RSD) on the thickness of the film coating is also less compared to other known devices and significantly less compared to the well-known Wurster camera, as shown by P.U.S. Han et al. In the International Journal of Pharmacy, 327, 2006, 26-35. The innovative design of the proposed device also reduces the problem of the dependence of the thickness of the film coating on the initial size of the coated particles. It is possible, due to certain changes in the components of the vortex generator of the air flow, to significantly affect the characteristics of the two-phase flow of gas particles, on which the quality of the coating depends, which allows the use of a device with a wide range of products.
Далее изобретение раскрыто на основе примеров, приведенных со ссылками на следующие чертежи:The invention is further disclosed based on examples given with reference to the following drawings:
Фигура 1 - схематическое изображение предлагаемого технологического оборудования для нанесения покрытия на частицы, вид в разрезе;Figure 1 is a schematic representation of the proposed technological equipment for coating particles, a sectional view;
Фигура 2 - местный вид технологического устройства с вихревым генератором воздушного потока; вихревой генератор;Figure 2 - local view of the technological device with a vortex generator of air flow; vortex generator;
Фигуры 3, 4, 5 - конфигурация вихревого генератора;Figures 3, 4, 5 - configuration of a vortex generator;
Фигуры 6, 7 - схематическое изображение полупромышленного или промышленного варианта исполнения предлагаемого устройства для нанесения покрытия на частицы.Figures 6, 7 are a schematic representation of a semi-industrial or industrial embodiment of the proposed device for coating particles.
На Фиг.1 на виде в разрезе схематически представлено технологическое устройство для нанесения покрытия на частицы, состоящее из наружной стенки (1), которая в нижней части устройства имеет форму цилиндрической оболочки или усеченного конуса. В нижней части устройства, где частицы остаются в процессе нанесения покрытия, расположен генератор (4) вихревого потока воздуха, с газораспределительной пластиной (3) во внешней части, у наружной стенки (1) устройства. Газораспределительная пластина (3), имеющая на виде сверху кольцевую форму, выполнена, в частности, в виде плоского, изогнутого, наклонного или ступенчатого элемента. Прямо над газораспределительной пластиной (3) и вихревым генератором (4) расположена металлическая сетка с отверстиями в диапазоне приблизительно от 10 микрон до 100 микрон. Через центр вихревого генератора (4) воздушного потока распылительная форсунка (6) подает суспензию или диспергированное напыляемое покрытие.Figure 1 in a sectional view schematically shows a technological device for coating particles, consisting of an outer wall (1), which in the lower part of the device has the shape of a cylindrical shell or a truncated cone. In the lower part of the device, where particles remain during the coating process, there is a generator (4) of a vortex air flow, with a gas distribution plate (3) in the outer part, near the outer wall (1) of the device. A gas distribution plate (3) having an annular shape in a plan view is made, in particular, in the form of a flat, curved, inclined or stepped element. Directly above the gas distribution plate (3) and the vortex generator (4) there is a metal mesh with holes in the range from about 10 microns to 100 microns. Through the center of the vortex generator (4) of the air stream, the spray nozzle (6) delivers a suspension or dispersed spray coating.
Данную операцию выполняют в один либо в несколько этапов. Распыляющая форсунка (6) с двойным каналом, показанная на Фиг.1, имеет канал (7) для дисперсионного покрытия и канал (8) для сжатого газа. Ниже уровня газораспределительной пластины (3) и вихревого генератора (4) воздушного потока стенкой (2) технологического устройства образовано пространство для приема псевдоожиженной среды (9), которой обычно является воздух. Давление в этой части технологического устройства высокое, с учетом пространства технологического устройства выше вихревого генератора (4) воздушного потока и газораспределительной пластины (3). Разделительный цилиндр (5) цилиндрической формы закреплен по центру рабочей камеры на такой высоте, чтобы образовать прорезь, обычно размером в диапазоне от 5 мм до 25 мм, между вихревым генератором (4) и газораспределительной пластиной (3).This operation is performed in one or in several stages. The double-nozzle atomizer (6) shown in FIG. 1 has a channel (7) for dispersion coating and a channel (8) for compressed gas. Below the level of the gas distribution plate (3) and the vortex generator (4) of the air flow, a wall for receiving a fluidized medium (9), which is usually air, is formed by the wall (2) of the technological device. The pressure in this part of the technological device is high, taking into account the space of the technological device above the vortex generator (4) of the air flow and the gas distribution plate (3). A cylindrical dividing cylinder (5) is fixed in the center of the working chamber at such a height as to form a slot, typically between 5 mm and 25 mm in size, between the vortex generator (4) and the gas distribution plate (3).
При серийной реализации технологического устройства обнаружено, что частицы формируют слой вокруг разделительного цилиндра (5), над плоской или изогнутой газораспределительной пластиной (3). Этот слой принимает вид свободного статического скопления или жидкой, например, плавающей, массы, в зависимости от количества и расположения отверстий в наружной газораспределительной пластине (3), вихревой псевдоожиженной среды (9), а также от размера и плотности частиц. В горизонтальном сечении разделительного цилиндра (5) расположенный по центру вихревой генератор (4) воздушного потока создает вихрь (17) с осевой и тангенциальной составляющей. Вихревой поток воздуха (17) в области прорези, между разделительным цилиндром (5) и внешней газораспределительной пластиной (3), создает отрицательное давление из-за больших локальных отклонений скорости движения газа. Этим обусловлена горизонтальная тяга частиц (11) по направлению к области прорези. Из-за достаточно большой осевой и тангенциальной составляющих скорости газа, частицы поднимаются вертикально от уровня вихревого генератора (4) в направлении, указанном стрелкой (12), вдоль разделительного цилиндра (5), где они частично следуют за движением газа в вихревом потоке, благодаря тангенциальной составляющей воздушного потока. При движении вертикально вверх, частицы пролетают через область (10) напыления, где распыляется покрывающий раствор. В этой области (10) происходит случайное столкновение частиц и капель, после чего капля распределяется по поверхности частицы, и возможно частичное проникновение жидкости также и вовнутрь частицы.During the serial implementation of the technological device, it was found that the particles form a layer around the separation cylinder (5), above a flat or curved gas distribution plate (3). This layer takes the form of a free static cluster or a liquid, for example, floating mass, depending on the number and location of the holes in the outer gas distribution plate (3), the vortex fluidized medium (9), and also on the size and density of the particles. In a horizontal section of the separation cylinder (5), the centrally located vortex generator (4) of the air flow creates a vortex (17) with axial and tangential components. The vortex air flow (17) in the area of the slot between the separation cylinder (5) and the external gas distribution plate (3) creates negative pressure due to large local deviations of the gas velocity. This determines the horizontal thrust of the particles (11) in the direction of the slot region. Due to the sufficiently large axial and tangential components of the gas velocity, the particles rise vertically from the level of the vortex generator (4) in the direction indicated by the arrow (12) along the separation cylinder (5), where they partially follow the gas movement in the vortex flow, due to tangential component of the air flow. When moving vertically upward, the particles fly through the spraying area (10), where the coating solution is sprayed. In this region (10), a random collision of particles and drops occurs, after which the drop is distributed over the surface of the particle, and partial penetration of the liquid into the particle is also possible.
Частицы вдоль всего цилиндра (5) приобретают ускорение, однако, на выходе из цилиндра (5) их скорость начинает уменьшаться, так как скорость воздуха в этом месте быстро падает из-за быстрого расширения этой части устройства для технологического процесса, и таким образом, из-за большей силы сопротивления, воздействующей на частицы в потоке газа. Частицы, преодолев максимальную высоту в расширяющейся части (13) технологического устройства, падают между внешней стенкой разделительного цилиндра (5) и наружной стенкой (1) технологического устройства на слой частиц в нижней части устройства. Процесс сушки непрерывен в течение всего времени перемещения частиц вверх и вниз, и, следовательно, на момент контакта с нижним слоем, частица, по существу, высушена. В процессе нанесения покрытия созданы условия, способствующие процессу нанесения покрытия, а не агломерации частиц. Это обусловлено сбалансированной скоростью подачи дисперсии для нанесения покрытия, регулированием размера капель в распыляющем потоке и силой нагревающего потока, регулируемого с помощью сквозного потока по температуре псевдоожиженной среды. Перемещения частиц в камере в процессе нанесения покрытия допустимо рассматривать как повторяющиеся по кругу и неоднократно проходящие сквозь зону нанесения покрытия. Таким образом, с течением времени поверхность частицы приобретает непрерывное покрытие, толщина которого растет в процессе нанесения покрытия.Particles along the entire cylinder (5) acquire acceleration, however, at the exit from the cylinder (5), their speed begins to decrease, since the air velocity at this place rapidly drops due to the rapid expansion of this part of the device for the technological process, and thus, due to the greater resistance force acting on particles in the gas stream. Particles, having overcome the maximum height in the expanding part (13) of the technological device, fall between the outer wall of the separation cylinder (5) and the outer wall (1) of the technological device on the particle layer in the lower part of the device. The drying process is continuous during the entire time the particles move up and down, and therefore, at the moment of contact with the lower layer, the particle is essentially dried. In the coating process, conditions are created that facilitate the coating process, rather than particle agglomeration. This is due to the balanced feed rate of the coating dispersion, the control of droplet size in the spray stream, and the strength of the heating stream controlled by the through stream over the temperature of the fluidized medium. It is acceptable to consider the movement of particles in the chamber during the coating process as repeating in a circle and repeatedly passing through the coating zone. Thus, over time, the surface of the particle acquires a continuous coating, the thickness of which increases during the coating process.
На Фиг. 2 показан местный вид технологического устройства вблизи вихревого генератора (4) воздушного потока и форсунка (6) с распределением и формой локальных потоков (15), (16), (17) псевдоожиженной среды. На внешней газораспределительной пластине (3) явно выражено распределение отверстий по плотности и диаметру. В области газораспределительной пластины (3), на наружной стенке (1) технологического устройства, обычно расположена полоса отверстий большего диаметра, которая локально генерирует больший поток (16) среды, чем другие отверстия газораспределительной пластины (3). Таким образом, происходит уменьшение скопления частиц в углу, между газораспределительной пластиной (3) и наружной стенкой (1) технологического устройства.In FIG. 2 shows a local view of the technological device near the vortex generator (4) of the air flow and nozzle (6) with the distribution and shape of local flows (15), (16), (17) of a fluidized medium. On the external gas distribution plate (3), the distribution of holes in density and diameter is clearly expressed. In the area of the gas distribution plate (3), on the outer wall (1) of the technological device, a strip of holes of larger diameter is usually located, which locally generates a larger flow (16) of medium than other holes of the gas distribution plate (3). Thus, there is a decrease in the accumulation of particles in the corner, between the gas distribution plate (3) and the outer wall (1) of the technological device.
На рисунках 3, 4 и 5 показана конфигурация вихревого генератора (4) воздушного потока. Между двумя осесимметричными стенками (19) и (20) установлены перегородки (18) для направления газа. Исходя из центрального плана стенок (19), (20), перегородки (18) для направления потока воздуха расположены под углом α, значение которого обычно находится пределах от 10° до 80°. Предпочтительно, чтобы общая площадь щелевого зазора, определяемого осесимметричными стенками (19) и (20) в положении, где генератор прикреплен к краю газораспределительной пластины (3), могла составлять от 5% до 90% горизонтальной площади сечения, определяемого внутренним краем (5а) разделительного цилиндра (5). При этом плоский, изогнутый, наклонный или ступенчатый элемент, в виде которого, как отмечено выше, выполнена газораспределительная пластина (3), предпочтительно имеет долю свободной поверхности, пропускающей поток газа, например, через отверстия, в пределах от 1% до 50%. За счет изменения площади щелевого зазора и доли свободной поверхности для пропускания газа в указанных пределах достигается возможность адаптации, так чтобы получить оптимальную настройку потока и высококачественное покрытие для широкого спектра потенциальной продукции, в том числе качественное покрытие для частиц как можно более широкого гранулометрического состава.Figures 3, 4 and 5 show the configuration of the vortex generator (4) of the air flow. Between the two axisymmetric walls (19) and (20), partitions (18) are installed for the direction of the gas. Based on the central plan of the walls (19), (20), the partitions (18) for the direction of air flow are located at an angle α, the value of which usually ranges from 10 ° to 80 °. Preferably, the total area of the gap gap defined by the axisymmetric walls (19) and (20) in the position where the generator is attached to the edge of the gas distribution plate (3), can be from 5% to 90% of the horizontal sectional area defined by the inner edge (5a) separation cylinder (5). In this case, a flat, curved, inclined or stepped element, in the form of which, as noted above, the gas distribution plate (3) is made, preferably has a fraction of the free surface passing the gas flow, for example, through openings, in the range from 1% to 50%. By changing the area of the gap gap and the fraction of the free surface for gas transmission within the specified limits, the possibility of adaptation is achieved so as to obtain the optimal flow setting and high-quality coating for a wide range of potential products, including a high-quality coating for particles of the widest possible particle size distribution.
В центре нижней пластины (19) установлена рама (21) в форме рога. Форма рамы (21) придает направление воздушному потоку, поступающему из области, ограниченной пластинами (19) и (20), в которой установлены перегородки (18), задающие вихревому потоку направление вверх сквозь кольцевую прорезь (22), образованную по внутреннему краю и внутренней стенке рамы (23), расположенной между верхней пластиной (20) и газораспределительной пластиной (3) с одной стороны, и стенкой (21) рамы с другой. Таким образом, обеспечено формирование вихревого потока. Параметры потока газа зависят от формы и расположения направляющих воздушный поток перегородок (18), от формы рамы (21), а также от фактической площади поверхности кольцевой прорези (22) между корпусами (21) и (23). Площадь поверхности кольцевой прорези, для некоторых сквозных газовых потоков, является параметром, влияющим на скорость газа под разделительным цилиндром (5). Эта скорость является одним из факторов, оказывающих воздействие на поток гранул в разделительном цилиндре (5) и, таким образом, на структуру двухфазного потока в разделительном цилиндре (5). Если представить структуру вихревого воздушного потока в форме спирали, то на форму спирали легко повлиять, за счет смены угла разворота перегородок (18), направляющих поток воздуха, формы рамы (21) и внутренних стенок рамы (23). Предлагаемое конструкторское решение облегчает возможность изменения тех частей, которые осуществляют регулирование и, таким образом, создания необходимой структуры воздушного потока спирали, обеспечивающей оптимальные условия для нанесения покрытия, которые могут варьироваться в зависимости от конкретных вариантов исполнения. Форсунка (6) для напыления раствора или дисперсного покрытия устанавливается по центру выполненной в форме рога рамы (21).A frame (21) in the shape of a horn is installed in the center of the bottom plate (19). The shape of the frame (21) gives direction to the air flow coming from the area bounded by the plates (19) and (20), in which the partitions (18) are installed, giving the vortex flow an upward direction through the annular slot (22) formed along the inner edge and inner the wall of the frame (23) located between the upper plate (20) and the gas distribution plate (3) on the one hand, and the wall (21) of the frame on the other. Thus, the formation of a vortex flow is ensured. The parameters of the gas flow depend on the shape and location of the air flow guiding partitions (18), on the shape of the frame (21), as well as on the actual surface area of the annular slot (22) between the housings (21) and (23). The surface area of the annular slot, for some through gas flows, is a parameter that affects the gas velocity under the separation cylinder (5). This speed is one of the factors affecting the flow of granules in the separation cylinder (5) and, thus, on the structure of the two-phase flow in the separation cylinder (5). If we imagine the structure of the vortex air flow in the form of a spiral, then it is easy to influence the shape of the spiral by changing the angle of the partitions (18), directing the air flow, the shape of the frame (21) and the inner walls of the frame (23). The proposed design solution facilitates the ability to change those parts that regulate and, thus, create the necessary structure of the air flow of the spiral, providing optimal conditions for coating, which can vary depending on specific versions. The nozzle (6) for spraying a solution or dispersed coating is installed in the center of a frame made in the form of a horn (21).
Генератор (4) вихревого воздушного потока обеспечивает снижение относительного стандартного отклонения ОСО (RSD) толщины покрытий, как показывает сравнение результатов в таблицах 2 и 3. Это происходит потому, что в результате циркуляции следующих за воздушным потоком частиц уменьшено число случаев перекрытия частиц друг другом, так как все частицы более равномерно распределены по всему объему разделительного цилиндра (5). Из-за более высокой общей скорости воздуха, осевой и касательной, происходит более эффективное всасывание вихревым воздушным потоком частиц, что снижает эффект мертвой зоны, а значит и обеспечено уменьшение разброса по толщине нанесенного покрытия. По сравнению с техническими показателями, подробно описанными в патентной заявке №Р-200800295, поток частиц в разделительном цилиндре (5) устройства по предлагаемому изобретению не содержит скоплений частиц в виде цепочек и является значительно более однородным. Благодаря вышеописанному перемещению частиц внутри цилиндра, являющемуся результатом вихревого потока воздуха, обеспечено возрастание эффективности покрытия и равномерности толщины поверхностной пленки. Благодаря улучшенной передаче тепла в результате удлинения пути перемещения частиц через цилиндр и расширенную часть устройства, а также сокращения локальной плотности и числа столкновений гранул со стенкой цилиндра, в технологическом устройстве, которое использует вихревой генератор (4), обеспечено значительное уменьшение степени агломерации частиц, по сравнению с обычной камерой Вурстера. Вследствие центробежного движения более мелкие частицы устремляются к нижней части устройства после прохождения через цилиндр. Это уменьшает проблему зависимости толщины покрытия от начального размера частиц, характерную для известной камеры Вурстера.The vortex air flow generator (4) reduces the relative standard deviation of the CCA (RSD) of the coating thickness, as the comparison of the results in Tables 2 and 3 shows. This is because as a result of the circulation of the particles following the air flow, the number of cases of overlapping particles is reduced, since all particles are more evenly distributed throughout the volume of the separation cylinder (5). Due to the higher overall air velocity, axial and tangential, a more efficient absorption of particles by the vortex air flow occurs, which reduces the effect of the dead zone, which means that the spread in the thickness of the applied coating is reduced. Compared with the technical indicators described in detail in patent application No. P-200800295, the particle flow in the separation cylinder (5) of the device according to the invention does not contain clusters of particles in the form of chains and is much more uniform. Due to the above-described movement of particles inside the cylinder, which is the result of a vortex air flow, an increase in the coating efficiency and uniformity of the thickness of the surface film are ensured. Due to the improved heat transfer as a result of lengthening the path of movement of particles through the cylinder and the expanded part of the device, as well as reducing the local density and the number of collisions of granules with the cylinder wall, in a technological device that uses a vortex generator (4), a significant reduction in the degree of particle agglomeration is achieved, compared to a normal Wurster camera. Due to centrifugal movement, smaller particles rush to the bottom of the device after passing through the cylinder. This reduces the problem of the dependence of the coating thickness on the initial particle size, characteristic of the well-known Wurster chamber.
На Фиг. 6 и 7 показан полупромышленный или промышленный вариант исполнения предлагаемого устройства с вихревым генератором (4) для нанесения покрытия на частицы, в котором увеличение производительности устройства обеспечено за счет увеличения числа воздушных потоков вихревых генераторов (4), напыляющих форсунок (6) и разделяющих цилиндров (5) в пределах одного технологического устройства, ограниченного внешней стенкой (1).In FIG. 6 and 7 show a semi-industrial or industrial embodiment of the proposed device with a vortex generator (4) for coating particles, in which an increase in the productivity of the device is achieved by increasing the number of air flows of vortex generators (4), spraying nozzles (6) and separating cylinders ( 5) within the limits of one technological device limited by an external wall (1).
Очевидно, что приведенные выше описания и относящиеся к ним изображения представлены в качестве примеров. Таким образом, изменения, которые не отходят от сущности изобретения, трактуются как входящие в объем изобретения. Например, предлагаемая конструкция не исключает возможности того, что газораспределительная пластина (3) имеет плоскую, изогнутую, наклонную или ступенчатую форму. Также не исключена возможность того, что совокупность отверстий в распределительной пластине (3) состоит, в частности, из щелей и целого спектра разнообразных прорезей. Таким же образом, не исключено, что высота верхнего края (21b) элемента, имеющего форму рога (21), и высота форсунки (6) больше, меньше или равны высоте, на которой расположена распределительная пластина (3). Также не исключена возможность выполнения распределителей (18) воздушного потока прямыми или, например, изогнутыми или в форме лопасти или, например, паза. Нижняя поверхность нижней стенки (19) не обязательно должна быть плоской. Например, не исключена возможность ее изготовления в форме полушария, что способствует снижению потерь давления газа при прохождении его через генератор (4) вихревого воздушного потока.Obviously, the above descriptions and related images are provided as examples. Thus, changes that do not depart from the essence of the invention are interpreted as being within the scope of the invention. For example, the proposed design does not exclude the possibility that the gas distribution plate (3) has a flat, curved, inclined or stepped shape. It is also possible that the set of holes in the distribution plate (3) consists, in particular, of slots and a whole spectrum of various slots. In the same way, it is possible that the height of the upper edge (21b) of the horn-shaped element (21) and the height of the nozzle (6) are greater, less than, or equal to the height at which the distribution plate (3) is located. Also, it is possible that the air flow distributors (18) can be made straight or, for example, curved or in the shape of a blade or, for example, a groove. The lower surface of the lower wall (19) does not have to be flat. For example, the possibility of manufacturing it in the form of a hemisphere is not ruled out, which helps to reduce gas pressure losses when it passes through the vortex air flow generator (4).
Примеры вариантов исполненийPerformance Examples
В 1-м и 2-м вариантах исполнений 1 кг выполнено покрытие гранул пищевым красителем тартразином. В процессе нанесения покрытия произведено напыление 915 г водного раствора гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) 8% весовой концентрации с содержанием красителя 10,9% весовой концентрации. По завершении процесса нанесения покрытия взято 30 проб гранул, по 10 гранул в каждой, после чего пробы были растворены в фосфатном буфере с рН 6,5. Затем с помощью спектрофотометра определена концентрация красителя при заданной длине волны 425 нм. На основе совокупности измерений концентрации красителя рассчитано относительное стандартное отклонение ОСО пленочного покрытия, так как, при узком и ограниченном распределении круглых гранул, изменения в концентрации растворенного красителя служат показателем толщины пленочного покрытия гранулы перед ее растворением. Для расчета относительного стандартного отклонения ОСО по величине пленочного покрытия между наборами гранул использованы методы и уравнения, приведенные в работах Чен Х.Х., Тэртон Р., «Прогнозирование вариабельности при использовании оборудования для нанесения псевдоожиженного покрытия». II. Роль скорости нанесения покрытия из неоднородных частиц при использовании оборудования для нанесения псевдоожиженного покрытия с нижним напылением». «Развитие и технологии в фармацевтике» 5, 2000, 323-332.In the 1st and 2nd embodiments of 1 kg, the granules were coated with food dye tartrazine. During the coating process, 915 g of an aqueous solution of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) of 8% by weight concentration with a dye content of 10.9% by weight was sprayed. At the end of the coating process, 30 granule samples were taken, 10 granules in each, after which the samples were dissolved in phosphate buffer with a pH of 6.5. Then, using a spectrophotometer, the dye concentration was determined at a given wavelength of 425 nm. Based on a combination of dye concentration measurements, the relative standard deviation of the CCA of the film coating is calculated, since, with a narrow and limited distribution of round granules, changes in the concentration of dissolved dye serve as an indicator of the thickness of the film coating of the granule before it is dissolved. To calculate the relative standard deviation of the CCA by the value of the film coating between the sets of granules, the methods and equations presented in the works of Chen H.H., Turton R., “Prediction of variability when using equipment for applying a fluidized coating” were used. II. "The role of the rate of coating of inhomogeneous particles when using equipment for applying a fluidized coating with lower spraying." "Development and technology in the pharmaceutical industry" 5, 2000, 323-332.
В примерах осуществления изобретения определены следующие параметры технологического процесса.In the embodiments of the invention, the following process parameters are defined.
Для всех предварительных испытаний по нанесению покрытия расход воздуха в переоборудованной рабочей камере составил 141 м3/ч. При испытаниях по нанесению покрытия использовались разделительные цилиндры высотой 10 мм и 20 мм, задающей расстояние от распределительной пластины, и кольцевые прорези между форсункой и распределительной пластиной с внешними диаметрами 38,5 мм, 45 мм и 52 мм. В общей сложности проведено 6 предварительных испытаний по нанесению покрытия, в которых определены значения ОСО пленочного покрытия, эффективность покрытия и степень агломерации гранул. Для расчета эффективности покрытия взято частное от деления фактического прироста массы гранул при нанесении покрытия на теоретически рассчитанное количество сухого материала частиц в нанесенном напылением дисперсионном покрытии. Также выполнено 6 повторных покрытий с применением метода, предложенного в патентной заявке №Р-200 800 295. В ходе этих испытаний определены значения ОСО пленочного покрытия, эффективность покрытия и степень агломерации гранул.For all preliminary tests for coating, the air flow in the converted working chamber was 141 m 3 / h. In the coating tests, dividing cylinders with a height of 10 mm and 20 mm, which sets the distance from the distribution plate, and annular slots between the nozzle and the distribution plate with external diameters of 38.5 mm, 45 mm, and 52 mm were used. In total, 6 preliminary coating tests were carried out, in which the values of the CCA of the film coating, the coating efficiency, and the degree of agglomeration of the granules were determined. To calculate the effectiveness of the coating, we took the quotient of dividing the actual increase in the mass of granules when applying the coating to the theoretically calculated amount of the dry material of the particles in the spray coating of the dispersion coating. Also, 6 repeated coatings were performed using the method proposed in patent application No. P-200 800 295. During these tests, the TOC values of the film coating, the coating efficiency, and the degree of agglomeration of the granules were determined.
В таблицах 2 и 3 представлены средние значения, полученные в результате произведенных шести замеров. В каждом испытании по нанесению покрытия покрытие нанесено на 1000 г предварительно просеянных гранул размером от 800 мкм до 1000 мкм. Во всех испытаниях по нанесению покрытия на гранулы значение относительной влажности поступающего воздуха находилось в пределах от 30% до 34%, а температура окружающей среды поддерживалась на 17ºС.Tables 2 and 3 show the average values obtained as a result of six measurements. In each coating test, the coating was applied to 1000 g of pre-sieved granules ranging in size from 800 μm to 1000 μm. In all tests for coating granules, the relative humidity of the incoming air was in the range from 30% to 34%, and the ambient temperature was maintained at 17 ° C.
Сравнительные экспериментыComparative experiments
Экспериментальные результаты показывают, что исполненный согласно изобретению новый генератор (4) вихревого воздушного потока повышает эффективность использования материала и однородность покрытия.Experimental results show that a new vortex air flow generator (4) made according to the invention improves the efficiency of use of the material and the uniformity of the coating.
Claims (18)
газовый вихревой генератор (4) прикреплен к распределительной пластине (3) в области под разделительным цилиндром (5) таким образом, что имеются по крайней мере две осесимметричные стенки (19, 20), расположенные так, чтобы получить на виде в поперечном сечении воображаемые плоские поверхности, перпендикулярные вращательной оси симметрии этих стенок, и пространство, ограниченное указанными стенками, в виде кольцевой прорези (22), и эти стенки в области под разделительным цилиндром (5) образуют кольцевой зазор между распределительной пластиной (3) и форсункой (6), причем указанные стенки ограждают пространство, внутри которого установлены перегородки (18) для создания вихревого потока газа, причем газовый вихревой генератор (4) подсоединен к источнику газа, при этом давление газа на впускном канале генератора (4) выше, чем на выпускном канале генератора (4).1. A device for coating particles based on a vortex generator (4) of air flows, intended for coating in the form of a solution or dispersion on the surface of the particles, in which the inner wall (1) is equipped with one block or a number of blocks, each block consists of a vortex generator (4) of the air stream enclosed by a gas distribution plate (3) and a separation cylinder (5), with at least one single or multiphase spray nozzle (6) with an inlet for the coating solution / substance dispersed state, inserted through the central hole of the vortex generator of the air flow, and in the case of a multiphase spray nozzle, with a supply pipe for compressed air, while the particles move upward along a circular path through the separation cylinder (5) and down to the area outside the separation cylinder, characterized in that:
the gas vortex generator (4) is attached to the distribution plate (3) in the area under the separation cylinder (5) so that there are at least two axisymmetric walls (19, 20) located so as to obtain imaginary planar cross-sectional views surfaces perpendicular to the rotational axis of symmetry of these walls, and the space bounded by these walls, in the form of an annular slot (22), and these walls in the area under the separation cylinder (5) form an annular gap between the distribution plate (3) nozzle (6), and these walls enclose the space inside which partitions (18) are installed to create a vortex gas flow, and the gas vortex generator (4) is connected to a gas source, while the gas pressure at the inlet of the generator (4) is higher than on the exhaust channel of the generator (4).
указанные перегородки газового потока расположены между двумя, по крайней мере, почти осесимметричными стенками таким образом, что угол между горизонтальной проекцией вектора скорости потока газа и его радиально-ориентированной горизонтальной составляющей находится в пределах от 10° до 80°.2. The device according to claim 1, characterized in that:
said gas flow baffles are located between two at least almost axisymmetric walls so that the angle between the horizontal projection of the gas flow velocity vector and its radially oriented horizontal component is in the range from 10 ° to 80 °.
общая площадь щелевого зазора, определяемого осесимметричными стенками вихревого генератора (4) воздушного потока в положении, где генератор прикреплен к краю распределительной пластины (3), составляет от 5% до 90% горизонтальной площади сечения, определяемого внутренним краем (5а) разделительного цилиндра (5).3. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the total area of the gap gap defined by the axisymmetric walls of the vortex generator (4) of the air flow in the position where the generator is attached to the edge of the distribution plate (3) is from 5% to 90% of the horizontal sectional area defined by the inner edge (5a) of the separation cylinder (5 )
перегородки (18) для подачи вихревого потока расположены ниже уровня газораспределительной пластины (3).4. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the partitions (18) for supplying the vortex flow are located below the level of the gas distribution plate (3).
перегородки (18) для направления потока газа выполнены плоскими, изогнутыми, наклонными или ступенчатыми.5. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
partitions (18) for directing the gas flow are made flat, curved, inclined or stepwise.
перегородки (18) для направления потока газа параллельны вращательной оси симметрии устройства.6. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
partitions (18) for the direction of gas flow are parallel to the rotational axis of symmetry of the device.
перегородки (18) для направления потока газа не параллельны воображаемой плоскости, в которой лежит ось вращения вихревого генератора (4) воздушного потока.7. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the partitions (18) for the direction of gas flow are not parallel to the imaginary plane in which the axis of rotation of the vortex generator (4) of the air stream lies.
внешняя из двух осесимметричных стенок, которые образуют вихревой генератор (4) воздушного потока, в месте установки перегородок для создания вихревого потока газа прикреплена к краю распределительной пластины (3).8. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the outer one of the two axisymmetric walls that form the vortex generator (4) of the air flow, is attached to the edge of the distribution plate (3) at the place of installation of the partitions to create a vortex gas flow.
внутреннее пространство, заключенное между двумя осесимметричными стенками, которые образуют вихревой генератор (4) воздушного потока, в месте установки перегородок для создания вихревого потока газа, поднимается выше самого нижнего положения распределительной пластины (3).9. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the internal space enclosed between the two axisymmetric walls that form the vortex generator (4) of the air flow, at the place of installation of the partitions to create the vortex gas flow, rises above the lowest position of the distribution plate (3).
стенки, образующие вихревой генератор (4) воздушного потока, в зоне установки перегородок (18) для создания вихревого потока газа, являются горизонтальными.10. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the walls forming the vortex generator (4) of the air flow in the installation zone of the partitions (18) to create a vortex gas flow are horizontal.
распределительная пластина (3) имеет плоскую, изогнутую, наклонную или ступенчатую форму с долей свободной поверхности, пропускающей поток газа, например, через отверстия, находящейся в пределах от 1% до 50%.11. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
the distribution plate (3) has a flat, curved, inclined or stepped shape with a fraction of the free surface passing the gas flow, for example, through openings in the range from 1% to 50%.
содержит ряд разделяющих цилиндров (5), одну форсунку или множество форсунок (6) и множество вихревых генераторов (4) воздушного потока.12. The device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that:
contains a number of separating cylinders (5), one nozzle or many nozzles (6) and many vortex generators (4) of the air flow.
перегородки для направления потока газа расположены между по меньшей мере двумя по крайней мере почти осесимметричными стенками и таким образом, что угол между вектором скорости потока газа и его радиально-ориентированной горизонтальной составляющей находится в пределах от 10° до 80°.14. The device according to item 13, characterized in that:
partitions for directing the gas flow are located between at least two at least almost axisymmetric walls and so that the angle between the gas velocity vector and its radially oriented horizontal component is in the range from 10 ° to 80 °.
стенки устройства, расположенные в зоне установки перегородок для направления потока газа, должны быть горизонтальными.15. The device according to any one of paragraphs.13 or 14, characterized in that:
the walls of the device located in the installation area of the partitions to direct the gas flow should be horizontal.
перегородки для направления потока газа не параллельны воображаемой плоскости, в которой лежит ось вращения вихревого генератора (4) воздушного потока.16. The device according to any one of paragraphs.13 or 14, characterized in that:
the partitions for directing the gas flow are not parallel to the imaginary plane in which the axis of rotation of the vortex generator (4) of the air stream lies.
перегородки для направления потока газа выполнены плоскими или изогнутыми.17. The device according to any one of paragraphs.13 or 14, characterized in that:
the baffles for directing the gas flow are made flat or curved.
перегородки для направления потока газа параллельны оси вращательной симметрии устройства. 18. The device according to any one of paragraphs.13 or 14, characterized in that:
the baffles for directing the gas flow are parallel to the axis of rotational symmetry of the device.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200900075A SI22991A (en) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | Enhanced processing device for coating particles based on a new air vortex generator concept |
| SIP-200900075 | 2009-03-19 | ||
| PCT/SI2010/000013 WO2010107401A2 (en) | 2009-03-19 | 2010-03-15 | Enhanced processing device for coating particles via a new airflow vortex generator method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011141325A RU2011141325A (en) | 2013-04-27 |
| RU2542276C2 true RU2542276C2 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=42664920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011141325/05A RU2542276C2 (en) | 2009-03-19 | 2010-03-15 | Perfected device for application of coating on particles by new process with help of airflow vortex generator |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2408547A2 (en) |
| RU (1) | RU2542276C2 (en) |
| SI (1) | SI22991A (en) |
| WO (1) | WO2010107401A2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8329072B2 (en) | 2010-11-24 | 2012-12-11 | Brimrock International Inc. | Method and system for generating sulfur seeds and granules |
| WO2017132843A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | 刘益明 | Fluidized bed device and method for coating particles or granulation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995020432A1 (en) * | 1994-01-27 | 1995-08-03 | Aeromatic-Fielder Ag | An apparatus for coating solid particles |
| US6492024B1 (en) * | 1999-06-29 | 2002-12-10 | Aeromatic-Fielder Ag | Precision granulation |
| RU2296616C2 (en) * | 2001-04-25 | 2007-04-10 | Альфа Лаваль Викарб | Device for exchange and/or reaction between fluids |
| EP1985924A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Swirler |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3782841B2 (en) * | 1995-10-16 | 2006-06-07 | 財団法人ダム水源地環境整備センター | Eddy current diffuser |
| EP1975506A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Combustion pre-chamber |
| SI22923B (en) * | 2008-12-01 | 2017-12-29 | Brinox, D.O.O. | Processing device for coating particles |
-
2009
- 2009-03-19 SI SI200900075A patent/SI22991A/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-03-15 WO PCT/SI2010/000013 patent/WO2010107401A2/en active Application Filing
- 2010-03-15 RU RU2011141325/05A patent/RU2542276C2/en active
- 2010-03-15 EP EP10726648A patent/EP2408547A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995020432A1 (en) * | 1994-01-27 | 1995-08-03 | Aeromatic-Fielder Ag | An apparatus for coating solid particles |
| US6492024B1 (en) * | 1999-06-29 | 2002-12-10 | Aeromatic-Fielder Ag | Precision granulation |
| RU2296616C2 (en) * | 2001-04-25 | 2007-04-10 | Альфа Лаваль Викарб | Device for exchange and/or reaction between fluids |
| EP1985924A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Swirler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2408547A2 (en) | 2012-01-25 |
| SI22991A (en) | 2010-09-30 |
| RU2011141325A (en) | 2013-04-27 |
| WO2010107401A3 (en) | 2011-04-07 |
| WO2010107401A2 (en) | 2010-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8689725B2 (en) | Process device for coating particles | |
| JP6578447B2 (en) | Fluidized bed apparatus and method used for coating or granulating particles | |
| JP5850544B2 (en) | Spray dryer | |
| CZ296607B6 (en) | Apparatus for drying bulk products and use thereof | |
| JPH0463729B2 (en) | ||
| RU2217243C2 (en) | Method of application of coat on tablets and device for realization of this method | |
| Dixit et al. | Fluidization technologies: aerodynamic principles and process engineering | |
| JP2009056434A (en) | Fluidized bed apparatus | |
| Miin et al. | Hydrodynamics of multi-sized particles in stable regime of a swirling bed | |
| RU2542276C2 (en) | Perfected device for application of coating on particles by new process with help of airflow vortex generator | |
| RU2347166C1 (en) | Fluidised bed dryer with inert nozzle | |
| JP2004122057A (en) | Fluidized bed apparatus | |
| RU2691892C1 (en) | Plant for drying paste-like materials in a swirled suspended layer of polydisperse inertial bodies | |
| RU2326302C1 (en) | Fluidised-bed dryer with passive nozzle | |
| RU2398163C2 (en) | Method for heat-mass exchange in vortex fluidised bed and device for its realisation | |
| CN207113416U (en) | A kind of spraying granulation drying device | |
| Jones | Coating processes and equipment | |
| SU1110497A1 (en) | Apparatus for applying coatings on particles in fluidized bed | |
| RU2347161C1 (en) | Spraying dryer | |
| RU2334186C1 (en) | Drier of boiling layer with inertial nozzle | |
| Saini | Fluidized bed processing for multiparticulates | |
| JP6162035B2 (en) | Fluidized bed equipment | |
| CN109967004A (en) | A kind of fluidized-bed reactor of augmentation of heat transfer | |
| Kondo et al. | FILM COATING ONTO COHESIVE FINE PARTICLES BY A NOVEL ROTATING FLUIDIZED BED COATER | |
| JPH0570658U (en) | Centrifugal sprayer sprayer |