WO2000009252A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von extrudatteilchen durch stanzen - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing extrudate particles, in particular pharmaceutical pellets, in which a doughy mass is extruded and divided.
  • the invention further relates to a device for producing extrudate particles, in particular pharmaceutical pellets, with an extrusion nozzle from which an extrudable mass can be extruded, and with a dividing device for dividing the extruded mass into particles.
  • a device for producing extrudate particles in particular pharmaceutical pellets
  • an extrusion nozzle from which an extrudable mass can be extruded
  • a dividing device for dividing the extruded mass into particles.
  • the device known therefrom and the method described therein consist of extruding a doughy mass in the form of a strand into a gas stream transverse thereto, with predrying and breaking of the strand being supported by at least one compressed gas jet directed onto the strand.
  • the compressed gas jet is directed intermittently onto the strand, whereby it is divided into individual particles.
  • the particle sizes are in a range of about 3 mm to about 0.6 mm, the shape, whether round or out of round, is not decisive.
  • the object of the present invention is therefore to further develop a method and a device of the type mentioned at the outset such that masses which cannot be processed, in particular tough polymer masses, can be effectively separated into particles using the conventional methods and devices.
  • the object is achieved in a method in that the pasty mass is extruded in sheet form, and in that the particles are punched out of the sheet form.
  • the object is achieved in a device in that the extrusion die is designed in such a way that the pasty mass can be extruded in a flat form, and in that the dividing device is designed as a punching device, by means of which the particles are punched out of the flat mass.
  • the flat shape can be flat, in particular annular, but also hollow body-shaped, for example cylindrical or conical.
  • the thickness of the flat body can be easily controlled by appropriately designing the mouth of the extrusion die.
  • a second control parameter is the geometry and the size of the punching tool, so that particle sizes, particle shapes and thus also particles of a certain mass can be produced in a very controlled and reliable manner.
  • the punched-out particles are cooled with a gaseous medium immediately after the punching-out.
  • This measure has the advantage that the individual particles solidify immediately after punching out and there is no risk that the punched out particles, when they collide with one another, adhere to one another and clump together to form large agglomerates.
  • a jet of the gaseous medium is guided such that the particles are blown away from the punching location.
  • This measure has the advantage that the gaseous medium is not only used for cooling, but also for rapid removal from the punching location, so that a high punching capacity can be used.
  • the remaining perforated residual mass is returned to the extrusion process.
  • This measure has the advantage that the residual mass remaining during punching out is not discarded, but is returned to the extrusion process, which is not only environmentally friendly but also very economical.
  • the doughy mass is extruded in the form of a ring from which the particles are punched out.
  • This measure has the advantage that the ring geometry gives sufficient space to arrange corresponding punching elements, be it as a flat ring, as a cylindrical or conical ring.
  • the doughy mass is pressed through a hollow body in the form of a trumpet rim, and the particles are punched out by punch pins arranged circumferentially around the trumpet rim.
  • This measure has the advantage that the mass emerging from the extruder is shaped by the hollow body into a ring, the surface of which extends transversely to the direction of extrusion, so that corresponding punching elements can then be arranged very closely around the extrusion die body.
  • the punching process takes place approximately in the direction of gravity.
  • This measure has the advantage that gravity is also used to remove the punched-out particles from the punching location as quickly as possible so that a high punching-out cycle time can be achieved without the punched-out particles interfering with each other.
  • the punching device has a plurality of punching pins which punch the particles out of the flat shape.
  • This measure has the advantage that numerous particles can be punched out at the same time by simply moving the punching pins.
  • the punch pins are carried by a common piston arrangement and can be moved together toward the flat extruded mass for punching out.
  • This measure has the advantage that all the punching pins can be moved simultaneously via the common piston arrangement, which represents a simple and effective construction.
  • the piston arrangement is constructed as a piston which can be pressurized with compressed air on two sides. This measure has the advantage that very quickly working punching device can be accomplished.
  • the piston arrangement has a piston which can be pressurized with compressed air and which can be reset via the force of a spring.
  • This measure has the advantage that only one side of the piston has to be pressurized with compressed air, the resetting takes place via a spring, which is structurally simple and space-saving measures.
  • the pins are interchangeably attached to the piston arrangement.
  • This measure has the advantage that the device can be used very flexibly. Depending on the desired particle size, punching pins of different sizes or thicknesses are used.
  • the punch pins run in guide sleeves which are interchangeably mounted in the housing.
  • the piston is designed as an annular piston on which a plurality of punching pins are attached in an annular manner.
  • This measure has the advantage that the particles can be punched out of the flat shape of the extruded mass in the formation of a flat ring by a simple construction.
  • This measure has the advantage that a very high punching performance can be achieved.
  • the pins viewed radially, are offset circumferentially from one another.
  • This measure has the advantage that it is ensured that one punch pin hits full material at a time and not at a point where material may already have been punched out.
  • Extrusion nozzle on a flat perforated die over which the flat mass runs and the punching device ejects the particles through the holes in the perforated die.
  • This measure has the considerable advantage that there is no drawing or flowing of tough material through the punching tools can take place, but that the particles are separated in a defined size, shape and quantity and ejected through the holes of the punch matrix.
  • the perforated die is designed as a deflecting screen for the perforated residual mass and removes it laterally.
  • the extrusion nozzle is provided with a heater.
  • a blow nozzle arrangement is provided, via which the particles punched out by the punch pins can be acted upon by a gaseous medium.
  • FIG. 1 shows a highly schematic side view of a plant which is provided with a device according to the invention for producing extrudate particles
  • Fig. 2 is a greatly enlarged longitudinal section in the region of the extrusion die of the system of Fig. 1, a version with two rows of punching pins being shown on the right half and a version with a row of punching pins showing straight particles from one on the left half punch out flat mass, and
  • reference number 10 denotes a system which is designed as an extruder system and at whose lower end the device 12 according to the invention is arranged.
  • the system 10 has a batch vessel 14 for receiving the polymer mixture to be processed, the batch vessel being provided with a heater (not shown here) in order to regulably bring the polymer mixture obtained therein to a certain temperature.
  • a mixer and conveyor screw 16 with a drive, not shown here, is arranged in the attachment vessel.
  • the mixer or conveyor screw 16 supplies a stuffing screw 18, which can also be heated and whose temperature can be regulated.
  • the stuffing screw feeds the polymer material coming from the batch vessel 14 to a single or twin screw extruder 20, which can also be heated and whose heating temperature can be regulated.
  • the device 12 At the mouth of the extruder 20, the device 12 according to the invention is arranged in the form of an extrusion nozzle, as will be described in more detail below in connection with FIGS. 2 and 3.
  • the extrusion die 34 is designed in such a way that the polymer material emerges in the form of an approximately ring-shaped dough-like body, from which particles 24 are punched out by means of a punching device to be described later.
  • the punched-out particles 24 fall into a product vessel 22, where they are collected.
  • the residual mass 28 is fed into a vessel 26 and collected there.
  • the vessels 22 and 26 stand on a trolley 30 and can be moved after filling.
  • the extrusion nozzle 34 has a housing 36 which is flanged to the mouth opening 32 of the extruder 20.
  • the housing 36 has a central through opening 38 which widens in a widening 40 like a trumpet at the lower end.
  • a distributor body 42 is inserted from the outside into the opening 38, the inner end region of which is also expanded like a trumpet.
  • the distributor body is designed as a perforated die 43 and consequently has numerous holes 45. At the outer end, the perforated die merges into a deflector screen 44 and into a guide screen 46.
  • a displacer body 48 extends from the distributor body 42 into the opening 38 and is provided in the center with a channel 49 which can be acted upon from the outside with a gaseous medium, for example with cool air.
  • the outer end of the displacer body 48 projects beyond the distributor body 42 and is connected to a cover 42.
  • the air supplied to the inner channel 49 of the displacer 48 can pass laterally through openings 51 and flow out between the cover 42 and the outside of the displacer 48.
  • annular gap opening 54 is thus formed between the outer edge of the round cover 52 and the distributor body 42.
  • the annular gap opening 54 opens directly in front of the holes 45 in the punch die 43.
  • This assembly forms a blow nozzle arrangement 53.
  • a cylinder 56 is recessed, which is designed as an annular cylinder.
  • a piston 58 which can be acted upon on both sides is inserted in the cylinder 56, which can be pressurized with compressed air or relieved via a connection 60 and at the opposite end via a connection 62, such as that is indicated by double arrows.
  • the piston 58 is formed in two parts and receives a plurality of punching pins 64 and 65.
  • the two-part design of the piston 58 serves to interchangeably accommodate the punch pins 64, 65 therein.
  • the punch pins 65 and 66 are passed through openings 36, which are not described here in greater detail, and can be inserted into the opposing holes 45 of the punch die 43 drive. They cross the annular gap between the housing 36 and the punch die 43. This assembly forms a punching device 70.
  • annular space 72 is also recessed in the housing, which can be supplied or flowed through with a liquid heating medium from the outside via a flow connection 74 and a corresponding return connection.
  • annular space 72 also has a trumpet-like widening at its outer end, so that the temperature can be regulated up to the punching pins via the heater 76 thus formed.
  • a piston 78 is shown on the left half, which is designed as an annular piston and is also inserted into the cylinder 56 of the housing 36.
  • the piston 78 carries only one row of punching pins 80 and is designed as a piston 78 which can be acted upon only on one side with compressed air in the punching direction, and is reset by a spring 82.
  • the device 12 according to the invention operates as follows, this being explained in FIG. 2 using the left half.
  • the mass 86 is fed from the extruder 20 to the central opening 38 of the extrusion die 34.
  • the displacer 48 urges the mass in the direction of the distributor body 42 or into the annular gap 84 formed between the distributor body 42 and the housing 36.
  • a finely controllable temperature control can be carried out via the heater 76, so that the mass 86 can be brought into the desired state.
  • the flat mass 86 in the form of a wafer runs past the punch pins 80; if the piston 78 is actuated, as shown on the left half of FIG. 2, the punch pin 80 extends, separates a particle 24 from the mass 86 and pushes it out of a hole 45 of the punch die 43.
  • the punched-out particle 24 is immediately cooled by the air emerging from the annular gap opening 54, is deflected laterally by the punching pin 80 and blown off and falls downward. This movement is directed by the guide screen 46.
  • the residual mass 28 continues to be diverted laterally via the deflecting screen 44 and, as described in connection with FIG. 1, is transferred into the vessel 26.
  • the surface of the deflecting screen 44 is then correspondingly smooth or coated, so that a jam-free drainage of the residual mass 28 is ensured.
  • the punching pins can be trough-shaped on their punching surface and can be provided with a coating that repels the product mass.

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen von Extrudatteilchen, insbesondere von pharmazeutischen Pellets, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine teigige Masse in flächiger Form extrudiert wird und daß aus der flächigen Form die Teilchen (24) ausgestanzt werden. Eine Vorrichtung (12) ist dazu derart ausgestaltet, daß die Extrusionsdüse (34) die teigige Masse in flächiger Form extrudiert und daß eine Ausstanzvorrichtung vorgesehen ist, über die die Teilchen (24) aus der flächigen Form ausgestanzt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Extrudatteilchen durch Stanzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Extrudatteilchen, insbesondere pharmazeutische Pellets, bei dem eine teigige Masse extrudiert und diese aufgeteilt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen von Extrudatteilchen, insbesondere pharmazeutische Pellets, mit einer Extrusionsdüse, aus der eine extrudierfähige Masse extru- dierbar ist, und mit einer Aufteilvorrichtung zum Aufteilen der extrudierten Masse in Teilchen. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 436 786 Bl bekannt.
Die daraus bekannte Vorrichtung bzw. das darin beschriebene Verfahren besteht darin, eine teigige Masse in Form eines Stranges quer zu einem Gasstrom in diesen hineinzuextrudieren, wobei ein Vortrocknen und Brechen des Stranges durch zumindest einen auf den Strang gerichteten Druckgasstrahl unterstützt wird. Dabei wird der Druckgasstrahl stoßweise auf den Strang gerichtet, wodurch dieser in einzelne Teilchen aufgeteilt wird.
Diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren arbeiten mit Extrusionsmassen, die gewisse Eigenschaften haben müssen, insbesondere müssen diese Extrusionsmassen stichfest und bruchfähig sein.
Ein besonderes Problem besteht bei der Verarbeitung von zähfließenden Massen, wie beispielsweise Polymersysteme.
Untersuchungen haben ergeben, daß eine kurzfrequente Abschneidung einzelner Extrusionsstränge zu kurzen zylindrischen Partikeln mit den bekannten Mitteln zum Teil gar nicht oder nicht effizient möglich ist. Weder die eingangs erwähnte Verfahrensweise durch Auftrennen mit Druckluft, noch mit unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrahlen ist möglich. Auch das Auftrennen durch mechanische Schneidewerkzeuge ist nicht effizient durchzuführen .
Es besteht aber ein erheblicher Bedarf, inbesondere auf dem pharmazeutischen Gebiet, Partikel aus Polymermassen als Wirkstroffträger einzusetzen. Die Partikelgrößen liegen dabei in einem Bereich von etwa 3 mm bis etwa 0,6 mm, wobei die Form, sei es nun rund oder unrund nicht ausschlaggebend ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen nicht verarbeitbare Massen, insbesondere zähe Polymermassen effektiv in Teilchen aufgetrennt werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren dadurch gelöst, daß die teigige Masse in flächiger Form extrudiert wird, und daß aus der flächigen Form die Teilchen ausgestanzt werden .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Extrusionsdüse derart ausgebildet ist, daß die teigige Masse in flächiger Form extrudierbar ist, und daß die Aufteilvorrichtung als Ausstanzvorrichtung ausgebildet ist, über die die Teilchen aus der flächigen Masse ausgestanzt werden.
Es konnte in überraschender Weise festgestellt werden, daß gerade diese problematischen Polymermassen zu einem flächigen Körper extrudiert werden können, aus dem dann die Partikel ausgestanzt werden können.
Diese Massen weisen eine ausreichende Zähigkeit bzw. Steifig- keit auf, um als flächiger Körper extrudiert zu werden, aus dem dann die einzelnen Teilchen ausgestanzt werden. Die flächige Form kann dabei ebenflächig, insbesondere ringförmig aber auch hohlkörperför ig, z.B. zylindrisch oder konisch, sein.
Die Dicke des flächigen Körpers kann einfach durch entsprechende Ausgestaltung der Mündung der Extrusionsdüse gesteuert werden. Ein zweiter Steuerungsparameter ist die Geometrie und die Größe des Stanzwerkzeuges, so daß ganz gezielt und sicher gesteuert Teilchengrößen, Teilchenformen und somit auch Teilchen einer bestimmten Masse hergestellt werden können.
Somit wird die Aufgabe vollkommen gelöst.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die ausgestanzten Teilchen unmittelbar nach dem Ausstanzen mit einem gasförmigen Medium gekühlt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die einzelnen Teilchen sofort nach dem Ausstanzen erstarren und nicht die Gefahr besteht, daß die ausgestanzten Teilchen, wenn sie aufeinanderstoßen, aneinander haften und zu großen Agglomeraten ver- klumpen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Strahl des gasförmigen Mediums derart geführt, daß die Teilchen vom Ausstanzort weggeblasen werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das gasförmige Medium nicht nur zum Kühlen, sondern auch zum raschen Entfernen vom Ausstanzort herangezogen wird, so daß mit einer hohen Ausstanzkapazität gearbeitet werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die übrig bleibende gelochte Restmasse dem Extrudiervorgang wieder rückgeführt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die beim Ausstanzen verbleibende Restmasse nicht verworfen, sondern wieder dem Extrusionsvorgang zugeführt wird, was nicht nur umweltfreundlich, sondern auch sehr ökonomisch ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die teigige Masse in Form eines Ringes extrudiert, aus dem die Teilchen ausgestanzt werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Ringgeometrie ausreichend Raum gibt, um entsprechende Stanzelemente anzuordnen, sei es als ebener Ring, als zylindrischer oder konischer Ring.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die teigige Masse durch einen Hohlkörper in Form eines Trompetenrandes gepreßt, und durch umfänglich um den Trompetenrand angeordnete Stanzstifte werden die Teilchen ausgestanzt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die aus dem Extruder austretende Masse durch den Hohlkörper in einen Ring geformt werden, dessen Fläche sich quer zur Extrusionsrichtung erstreckt, so daß dann entsprechende Stanzelemente sehr eng liegend um den Extrusionsdüsenkörper angeordnet werden können.
Dies ergibt eine besonders effiziente und raumsparende Verfahrensführung . In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt der Ausstanzvorgang in etwa in Schwerkraftrichtung.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Schwerkraft zuzüglich dazu hinzugezogen wird, um die ausgestanzten Teilchen möglichst rasch vom Ausstanzort abzuführen, damit eine hohe Ausstanztaktzeit gefahren werden kann, ohne daß sich dabei die ausgestanzten Teilchen gegenseitig hindern.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ausstanzvorrichtung eine Vielzahl von Stanzstiften aufweist, die die Teilchen aus der flachen Form ausstanzen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß gleichzeitig über einen einfachen Verschiebevorgang der Stanzstifte zahlreiche Teilchen ausgestanzt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Stanzstifte von einer gemeinsamen Kolbenanordnung getragen und sind zum Ausstanzen gemeinsam auf die flächige extrudierte Masse zu bewegbar .
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß über die gemeinsame Kolbenanordnung alle Stanzstifte gleichzeitig bewegt werden können, was eine einfache und effektive Konstruktion darstellt.
In einer Ausgestaltung der Anordnung ist die Kolbenanordnung als zweiseitig mit Druckluft beaufschlagbarer Kolben aufgebaut. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sehr rasch arbeitende Ausstanzvorrichtung bewerkstelligt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Kolbenanordnung einen mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben auf, der über die Kraft einer Feder rückstellbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nur eine Seite des Kolbens mit Druckluft beaufschlagt werden muß, die Rückstellung über eine Feder erfolgt, was baulich einfache und raumsparende Maßnahmen darstellt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stifte auswechselbar an der Kolbenanordnung angebracht.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Vorrichtung sehr flexibel eingesetzt werden kann, je nach gewünschter Teilchengröße werden unterschiedlich große bzw. unterschiedlich dicke Stanzstifte eingesetzt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung laufen die Stanzstifte in Führungshülsen, die auswechselbar im Gehäuse angebracht sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nicht nur eine hervorragende Führung der Stanzstifte gewährleistet ist, sondern diese auch bei unterschiedlichen Baugrößen jeweils sichergestellt ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kolben als Ringkolben ausgebildet, auf dem ringförmig eine Vielzahl von Stanzstiften angebracht sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß aus der flächigen Form der extrudierten Masse in der Ausbildung eines ebenen Ringes durch eine einfache Konstruktion die Teilchen ausgestanzt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung sind radial gesehen, mehrere Reihen an ringförmig angeordneten Stanzstiften vorgesehen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine sehr hohe Ausstanzleistung erzielt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stifte, radial gesehen, umfänglich zueinander versetzt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sichergestellt ist, daß jeweils ein Stanzstift auf volles Material trifft und nicht auf eine Stelle, an der schon möglicherweise zuvor Material ausgestanzt worden ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die
Extrusionsdüse eine flächige Lochmatrize auf, über die die flächige Masse läuft und die Ausstanzvorrichtung stößt die Teilchen durch die Löcher der Lochmatrize aus.
Diese Maßnahme hat den erheblichen Vorteil, daß kein Nachziehen oder Nachfließen von zähem Material durch die Stanzwerkzeuge erfolgen kann, sondern daß die Teilchen in definierter Größe, Form und Menge abgetrennt und durch die Löcher der Lochmatrize ausgestoßen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Lochmatrize als Abweisschirm für die gelochte Restmasse ausgebildet und führt diese seitlich ab.
Dadurch ist durch einfache konstruktive Maßnahmen sichergestellt, daß die ausgestanzten Teilchen sich nicht mehr mit der verbleibenden Restmasse vermischen können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Extrusionsdüse mit einer Heizung versehen.
Diese Maßnahme hat den verfahrenstechnisch und steuerungstechnisch erheblichen Vorteil, daß für die jeweils zu extrudie- rende Masse ein optimaler Temperaturzustand sehr scharf eingestellt werden kann, bei der gerade noch die ausreichende Fließfähigkeit vorhanden ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Blasdüsenanordnung vorgesehen, über die die von den Stanzstiften ausgestanzten Teilchen mit einem gasförmigen Medium beaufschlagbar sind.
Diese Maßnahme erlaubt die zuvor erwähnte rasche Abkühlung der ausgestanzten Teilchen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der ange- gebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 stark schematisiert eine Seitenansicht einer Anlage, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Extrudatteilchen versehen ist,
Fig. 2 einen stark vergrößterten Längsschnitt im Bereich der Extrusionsdüse der Anlage von Fig. 1, wobei auf der rechten Hälfte eine Version mit zwei Reihen an Stanzstiften und auf der linken Hälfte eine Version mit einer Reihe an Stanzstiften dargestellt ist, die gerade Teilchen aus einer flächigen Masse ausstanzen, und
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 eine Anlage bezeichnet, die als Extruderanlage ausgebildet ist, und an derem unteren Ende die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 angeordnet ist.
Die Anlage 10 weist ein Ansatzgefäß 14 zur Aufnahme der zu bearbeitenden Polymermischung auf, wobei das Ansatzgefäß mit einer hier nicht dargestellten Heizung versehen ist, um die darin erhaltene Polymermischung regelbar auf eine bestimmte Temperatur zu bringen . Im Ansatzgefäß ist eine Mischer- und Förderschnecke 16 mit einem hier nicht näher bezeichneten Antrieb angeordnet.
Die Mischer- bzw. Förderschnecke 16 beliefert eine Stopf- Schnecke 18, die ebenfalls beheizbar ist, und deren Temperatur regelbar ist.
Die StopfSchnecke führt das vom Ansatzgefäß 14 kommende Polymergut einem Einfach- oder Doppelschneckenextruder 20 zu, der ebenfalls beheizbar ist, und dessen Heiztemperatur regelbar ist.
An der Mündungsöffnung des Extruders 20 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 in Form einer Extrusionsdüse angeordnet, wie sie nachfolgend näher in Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschrieben wird.
Die Extrusionsdüse 34 ist so ausgebildet, daß das Polymergut in Form eines etwa ringförmigen teigigen Körpers austritt, aus dem über eine nachher noch zu beschreibende Ausstanzvorrichtung Teilchen 24 ausgestanzt werden. Die ausgestanzten Teilchen 24 fallen in ein Produktgefäß 22, wo sie gesammelt werden.
Die Restmasse 28 wird in ein Gefäß 26 geführt und dort gesammelt. Die Gefäße 22 und 26 stehen auf einem Wagen 30 und können nach Befüllen abgefahren werden.
Unter Bezugnahme auf die Schnittdarstellung von Fig. 2 und 3 ist zu entnehmen, daß die Extrusionsdüse 34 ein Gehäuse 36 aufweist, das an die Mündungsöffnung 32 des Extruders 20 angeflanscht ist. Das Gehäuse 36 weist eine mittige durchgehende Öffnung 38 auf, die sich am unteren Ende in einer AufWeitung 40 trompetenartig aufweitet. Von der Außenseite her ist in die Öffnung 38 ein Verteilerkörper 42 eingesetzt, dessen innenliegender Endbereich ebenfalls trompetenartig aufgeweitet ist.
Der Verteilerkörper ist in einem Bereich seiner Aufweitung als Lochmatrize 43 ausgebildet und weist demzufolge zahlreiche Löcher 45 auf. Am äußeren Ende geht die Lochmatrize in einen Abweisschirm 44 und in einen Leitschirm 46 über.
Vom Verteilerkörper 42 erstreckt sich in die Öffnung 38 ein Verdrängerkörper 48 hinein, der mittig mit einem Kanal 49 versehen ist, der von der Außenseite her mit einem gasförmigen Medium, beispielsweise mit kühler Luft, beaufschlagt werden kann.
Das äußere Ende des Verdrängerkörpers 48 ragt über den Verteilerkörper 42 vor und ist mit einem Deckel 42 verbunden. Die dem inneren Kanal 49 des Verdrängerkörpers 48 zugeführte Luft kann seitlich über Öffnungen 51 durchtreten und zwischen dem Deckel 42 und der Außenseite des Verdrängerkörpers 48 ausströmen .
Zwischen dem äußeren Rand des runden Deckels 52 und dem Verteilerkörper 42 wird somit eine Ringspaltöffnung 54 gebildet. Die Ringspaltöffnung 54 mündet unmittelbar vor den Löchern 45 in der Lochmatrize 43.
Dieser Zusammenbau bildet eine Blasdüsenanordnung 53. Im Gehäuse 36 der Extrusionsdüse 34 ist ein Zylinder 56 ausgespart, der als ringförmiger Zylinder ausgebildet ist.
In der in Fig. 2 auf der rechten Hälfte dargestellten Ausführung ist in den Zylinder 56 ein beidseitig beaufschlagbarer Kolben 58 eingesetzt, der einerseits über einen Anschluß 60 und am gegenüberliegenden Ende über einen Anschluß 62 mit Druckluft beaufschlagbar bzw. über diese entspannbar ist, wie das durch Doppelpfeile angedeutet ist.
Der Kolben 58 ist zweiteilig ausgebildet und nimmt eine Vielzahl an Stanzstiften 64 bzw. 65 auf.
Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung von Fig. 3 zu erkennen, existiert eine erste Reihe längs einer Umfangslinie, auf der sich der Stanzstift 64 befindet und eine radial weiter außen liegende weitere Reihe, in der der Stanzstift 65 liegt. Die Stifte der äußeren Reihe sind gegenüber den Stiften der inneren Reihe umfänglich versetzt.
Die Zweiteiligkeit des Kolbens 58 dient dazu, um darin auswechselbar die Stanzstifte 64, 65 aufnehmen zu können.
In Zusammenhang mit dem Stanzstift 64 ist noch dargestellt, daß dieser über eine im Gehäuse 36 auswechselbar einsetzbare Führungshülse 66 geführt ist. Der Übersicht halber ist nur diese eine Führungshülse 66 dargestellt.
Die Stanzstifte 65 und 66 sind durch hier nicht näher bezeichnete Öffnungen durch das Gehäuse 36 hindurchgeführt und können in die gegenüberliegenden Löcher 45 der Lochmatrize 43 ein- fahren. Dabei überqueren sie den Ringspalt zwischen Gehäuse 36 und Lochmatrize 43. Dieser Zusammenbau bildet eine Ausstanzvorrichtung 70.
Wie aus den Figuren 2 und 3 zu entnehmen, ist im Gehäuse ferner ein Ringraum 72 ausgespart, der von der Außenseite über einen Vorlaufanschluß 74 und einen entsprechenden Rücklaufanschluß mit einem flüssigen Heizmedium versorgt bzw. durchströmt werden kann.
Insbesondere aus der Schnittdarstellung von Fig. 2 ist zu sehen, daß der Ringraum 72 an seinem äußeren Ende ebenfalls eine trompetenartige Aufweitung aufweist, somit die Temperatur über die dadurch gebildete Heizung 76 bis an die Stanzstifte heran geregelt werden kann.
In den Schnittdarstellungen von Figur 2 und 3 ist jeweils auf der linken Hälfte ein Kolben 78 dargestellt, der als Ringkolben ausgebildet ist und ebenfalls in den Zylinder 56 des Gehäuses 36 eingesetzt ist.
Der Kolben 78 trägt nur eine Reihe an Stanzstiften 80 und ist als nur einseitig mit Druckluft in Ausstanzrichtung beaufschlagbarer Kolben 78 ausgebildet, seine Rückstellung geschieht durch eine Feder 82.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 arbeitet wie folgt, wobei dies in Fig. 2 an Hand der linken Hälfte erläutert wird.
Die Masse 86 wird von dem Extruder 20 der mittigen Öffnung 38 des Extrusionsdüse 34 zugeführt. Der Verdrängerkörper 48 drängt die Masse in Richtung Verteilerkörper 42 bzw. in den zwischen Verteilerkörper 42 und Gehäuse 36 gebildeten Ringspalt 84 hinein.
Es ist zu erkennen, daß über die Heizung 76 eine fein steuerbare Temperaturregelung durchgeführt werden kann, so daß die Masse 86 in den gewünschten Zustand gebracht werden kann. Die in Form einer Art Oblate gebrachte flächige Masse 86 läuft an den Stanzstiften 80 vorbei, wird der Kolben 78 betätigt, wie dies auf der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellt ist, fährt der Stanzstift 80 aus, trennt ein Teilchen 24 von der Masse 86 und schiebt dieses aus einem Loch 45 der Lochmatrize 43 heraus. Das ausgestanzte Teilchen 24 wird sofort von der aus der Ringspaltöffnung 54 austretenden Luft gekühlt, wird dabei seitlich von dem Stanzstift 80 abgelenkt und abgeblasen und fällt nach unten. Diese Bewegung wird dabei durch den Leitschirm 46 gerichtet.
Die Restmasse 28 läuft über den Abweisschirm 44 seitlich abgeleitet weiter und wird, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, in das Gefäß 26 überführt.
Durch die Vielzahl der Stanzstifte kann in kurzer Zeit eine Vielzahl an Teilchen 24 ausgestanzt und abgeführt werden. Durch die aus der Ringspaltöffnung 54 austretende Luft werden diese so weit herabgekühlt, daß sie sich sofort verfestigen und nicht mehr aneinander haften und verklumpen. Das Abtrennen der einzelnen Teilchen 24 von den Stanzstiften 80 bzw. 64, 65 erfolgt im wesentlichen aufgrund deren Trägheit. Die aus der Ringspaltöffnung 54 auftretende Luft unterstützt diesen Vorgang noch und leitet das seitliche Abführen ein. Unterstützt von der Schwerkraft fallen diese alsbald nach unten in das Produktgefäß 22. Durch die Auswahl der Geometrie und des Abstandes zwischen der Aufweitung 40 des Gehäuses 36 und der ventilstösselartigen Ausbildung des Verteilerkörpers 42 können jeweils optimale Bedingungen eingestellt werden, um eine noch fließfähige bzw. ex- trudierfähige Masse einerseits zu erhalten, die aber sofort nach Abtrennen der Teilchen 24 auf einen starren Zustand herabgekühlt wird.
Die Oberfläche des Abweisschirmes 44 ist dann entsprechend glatt oder beschichtet ausgebildet, so daß ein staufreies Ablaufen der Restmasse 28 sichergestellt ist.
Die Stanzstifte können an ihrer Stanzfläche muldenartig ausgebildet sein und mit einer die Produktmasse abweisenden Beschichtung versehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Extrudatteilchen, insbesondere pharmazeutische Pellets, bei dem eine teigige Masse (86) extrudiert und diese aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die teigige Masse (86) in flächiger Form extrudiert wird, und daß aus flächigen Form die Teilchen (24) ausgestanzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgestanzten Teilchen (24) unmittelbar nach dem Ausstanzen mit einem gasförmigen Medium gekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl des gasförmigen Mediums derart geführt wird, daß die Teilchen (24) vom Ausstanzort weggeblasen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Ausstanzvorgang übrigbleibende gelochte Restmasse (28) dem Extrudiervorgang wieder rückgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die teigige Masse (86) in Form eines Ringes extrudiert wird, aus dem die Teilchen (24) ausgestanzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die teigige Masse (86) durch einen Hohl- körper in Form eines Trompetenrandes gepreßt wird, und durch umfänglich um den Trompetenrand angeordnete Stanzstifte (64, 65, 80) die Teilchen (24) ausgestanzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstanzvorgang etwa in Schwer- kraftrichtung erfolgt.
8. Vorrichtung zum Herstellen von Extrudatteilchen, insbesondere pharmazeutische Pellets, mit einer Extrusionsdüse (34), aus der eine extrudierfähige Masse (86) extrudierbar ist, und mit einer Aufteilvorrichtung zum Aufteilen der extrudierten Masse (86) in Teilchen (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Extrusionsdüse (34) derart ausgebildet ist, daß die teigige Masse (86) in flächiger Form extrudierbar ist, und daß die Aufteilvorrichtung als Ausstanzvorrichtung (70) ausgebildet ist, über die die Teilchen (24) aus der flächigen Masse (86) ausgestanzt werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzvorrichtung (70) eine Vielzahl von Stanzstiften (64, 65, 80) aufweist, die die Teilchen (24) aus der flächigen Form ausstanzen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstifte (64, 65, 80) von einer gemeinsamen Kolbenanordnung getragen sind und zum Ausstanzen gemeinsam auf die flächige extrudierte Masse bewegt werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung als zweiseitig mit Druckluft beaufschlagbarer Kolben (58) ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung einen Kolben (78) aufweist, der einseitig mit Druckluft beaufschlagbar ist und über die Kraft einer Feder (72) rückstellbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (64, 65, 80) auswechselbar an der Kolbenanordnung angebracht sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstifte (64, 65, 80) in Führungshülsen (66) laufen, die auswechselbar in einem Gehäuse (36) der Extrusionsdüse (34) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrusionsdüse (34) die Form einer Trompetenmündung aufweist, und daß die Ausstanzvorrichtung (70) ringförmig um den etwa eben auslaufenden Trompetenmündungsrand angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (58, 78) als Ringkolben ausgebildet ist, auf den ringförmig eine Vielzahl von Stanzstiften (64, 65, 80) angebracht sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß radial gesehen, mehrere Reihen an ringförmig angeordneten Stanzstiften (64, 65, 80) vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (64, 65), radial gesehen, umfänglich zueinander versetzt sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrusionsdüse (34) eine flächige Lochmatrize (34) aufweist, über die flächige Masse (68) läuft, und daß die Ausstanzvorrichtung (70) die Teilchen (24) durch die Löcher (45) der Lochmatrize (43) ausstößt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzvorrichtung (70) in Schwerkraftrichtung über der Lochmatrize (43) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmatrize (43) als Abweisschirm (44) für die gelochte Restmasse (28) ausgebildet ist und diese seitlich von der Ausstanzvorrichtung (70) abführt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Lochmatrize (43) ein Leitschirm (46) steht, um die ausgestanzten Teilchen (24) zu leiten.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrusionsdüse (34) mit einer Heizung (76) versehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blasdüsenanordnung (53) vorgesehen ist, über die die von der Ausstanzvorrichtung ausgestanzten Teilchen (24) mit einem gasförmigen Medium beaufschlagbar sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüsenanordnung (53) eine mittige, radial gerichtete Ringspaltöffnung (54) aufweist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Extrusionsdüse (34) ein Verdrängerkörper (48) sitzt, der mit einem Kanal (49) zum Zuführen der Blasluft zur Mündung der Blasdüsenanordnung (53) versehen ist.
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