NEUE DÜSEN FÜR DIE WIRBELSCHICHT

Die Sprühdüse übernimmt im Wirbelschichtverfahren eine zentrale Aufgabe: Sie bringt die Sprühflüssigkeit in das fluidisierte Produkt ein und beeinflusst damit, ob Pulver und Partikel granuliert oder beschichtet werden. Mit Flexijet erweitert Romaco Innojet sein Düsenprogramm um eine Lösung, die gezielt für Granulierprozesse entwickelt wurde. Im Vordergrund stehen ein einfaches Handling, eine schnelle Reinigung und eine unkomplizierte Instandhaltung. Der Hintergrund: Granulierprozesse laufen in der Regel deutlich kürzer als Coatingprozesse. Entsprechend häufig müssen die eingesetzten Sprühdüsen demontiert und gereinigt werden.

Für den Ausbau der Flexijet muss nach Angaben des Unternehmens lediglich eine Schraube gelöst werden. Anschließend lässt sich die Düse entnehmen und in zehn Einzelteile zerlegen. Auch die Montage der gereinigten Komponenten soll ohne aufwendiges Nachmessen und Justieren der Sprühspalte möglich sein.

Flexible Membran verschließt den Sprühspalt

Ein wesentlicher Unterschied zur bisherigen Konstruktion liegt im Aufbau des Sprühflüssigkeitsspalts. Eine flexible Kunststoffmembran verschließt den ringförmigen Spalt von oben.

Während des Betriebs wird die elastische Abdeckung allein durch den Druck der einströmenden Flüssigkeit angehoben. Nach Angaben von Romaco ermöglicht das auch bei kleinen Sprühraten eine gleichmäßige Verteilung der Sprühflüssigkeit. Wird der Prozess unterbrochen, wird die Flüssigkeit zurückgepumpt. Dadurch wird die Membran angesaugt und verschließt den Sprühflüssigkeitsspalt. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass der Spalt austrocknet und Ablagerungen entstehen. Solche Ablagerungen könnten beim erneuten Anfahren die Düse blockieren und den Prozess beeinträchtigen.

Auch die Instandhaltung wurde vereinfacht. Komponenten und Verschleißteile der Flexijet können einzeln nachbestellt und vom Anwender selbst ausgetauscht werden.

Rotojet für lange Coatingprozesse

Die bisherige Rotojet-Düse bleibt weiterhin Bestandteil des Portfolios. Sie ist insbesondere für funktionale Coatings und das Beschichten feiner Partikel mit pharmazeutischen Wirkstoffen vorgesehen. Eine typische Anwendung ist die Herstellung beschichteter Mikropellets für MUPS-Tabletten. Solche Coatingprozesse können mehr als 20 Stunden dauern. Währenddessen nehmen die Pellets stark an Gewicht zu und vergrößern ihren Durchmesser.

Eine besondere Herausforderung stellen instabile Suspensionen dar, die sich während des Sprühvorgangs entmischen können. Um Sedimentation zu vermeiden, verfügt die Rotojet über einen rotierenden Düsenkopf. Die dadurch entstehende Relativbewegung im Sprühspalt hält die Sprühflüssigkeit in Bewegung und soll Ablagerungen sowie unerwünschte Agglomerationen verhindern. Die Konstruktion ist allerdings deutlich komplexer. Nach Angaben von Romaco erstrecken sich die Fertigungstoleranzen bei der Rotojet über mehr als 20 Bauteile. Bedienung und Instandhaltung erfordern entsprechend mehr Spezialwissen.

Düsenwechsel ohne Umbau

Mit Flexijet und Rotojet können Anwender künftig den Düsentyp passend zum jeweiligen Prozess auswählen. Die Einbaumaße beider Systeme sind kompatibel und die Sprühgeometrie bleibt gleich. Dadurch können beide Düsen nach Angaben des Herstellers mit denselben Prozessparametern betrieben werden, ohne dass die Wirbelschichtanlage angepasst oder umgebaut werden muss.

Beide Sprühdüsen sind für sämtliche Wirbelschichtprozessoren der Ventilus-Baureihe erhältlich – vom Labor- über den Pilot- bis zum Produktionsmaßstab. Neben der Granulation empfiehlt Romaco Flexijet auch für Hotmelt-Coating-Anwendungen, bei denen keine Flüssigkeiten verdampft werden und die Batchzeiten vergleichsweise kurz sind. Die patentierte Düsentechnologie wird nach Unternehmensangaben bereits von Pharmaherstellern in Deutschland und Frankreich eingesetzt.

Eine zentrale Bottom-Spray-Düse

Unabhängig davon, ob Flexijet oder Rotojet zum Einsatz kommt, arbeiten die Ventilus-Anlagen über alle Baugrößen hinweg mit einer einzigen zentral angeordneten Bottom-Spray-Düse. Sie befindet sich in der Mitte des Behälterbodens Orbiter. Über diesen wird zugleich die Prozessluft eingeleitet. Die Konstruktion erzeugt eine donutförmige Produktbewegung im zylindrischen Prozessbehälter und soll damit eine kontrollierte Partikelbewegung sowie eine homogene Besprühung und Trocknung ermöglichen.

Beide Düsen verfügen über drei übereinander angeordnete ringförmige Sprühspalte. Durch den mittleren Spalt wird die Sprühflüssigkeit horizontal im 360-Grad-Winkel in das Produkt eingebracht. Aus den oberen und unteren Spalten tritt Druckluft aus, die die Flüssigkeit in feine Tröpfchen zerstäubt.

Die Größe der Tröpfchen entscheidet darüber, ob das Produkt granuliert oder beschichtet wird. Sie wird über die Drücke der oberen und unteren Sprühluft beeinflusst. Sind diese Parameter für einen bestimmten Prozess festgelegt, kann dieser laut Romaco unabhängig vom jeweils eingesetzten Düsentyp betrieben werden.