Korn für Korn getrennt

Aufbereitungsanlage zum Vermeiden von Fließproblemen

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20.02.2013 Stau gibt es nicht nur auf Autobahnen: Manche Schüttgüter neigen dazu, sich bei längerer Lagerung in Silos, Big-bags, Säcken oder Containern zu verfestigen oder Agglomerate zu bilden. Schüttgüter mit den genannten Eigenschaften behindern den Produktfluss und führen beim Fördern oder Dosieren zu Verstopfungen oder eben: zu Stau.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Die Brech- und Mahlanlage löst Fließprobleme.
  • Die kompakte Bauweise spart Platz, und die geringen Pulververluste sparen Produkt.
  • Eine schrittweise Verarbeitung ist nicht notwendig: Agglomerate und Klumpen von bis zu 60 cm werden in einem einzigen Modul zu rieselfähigem Pulver zerkleinert.
  • Betriebsunterbrüche und Produktstaus bleiben aus.

Das Fließverhalten von Pulvern und Schüttgütern gehört in der mechanischen Verfahrenstechnik zu den zentralen Aufgaben, es hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des Endprodukts und auf die Produktionskosten. Ob in der Chemie-, der Pharma- oder der Lebensmittelbranche – beim Aufbereiten von Schüttgütern wird ein Pulverfluss mit konstanter Pulverdichte angestrebt.

Schüttgüter und Pulver sind Feststoffsysteme, die durch ihre hygroskopischen Eigenschaften teilweise oder ganz ihre lockere Konsistenz und ihre Rieselfähigkeit verlieren: Sie agglomerieren, verklumpen beim Transport, verbacken an Rohr- und Gefäßwänden. Dadurch vermindert sich ihr Gebrauchswert, sie lassen sich nur schwer fördern, ungleichmäßig dosieren, verstopfen die Fördereinrichtungen und können während der Aufbereitung zu Betriebsstörungen und Stoffverlusten führen.

Deshalb beschäftigen sich Hersteller von Salzen ebenso wie Hersteller von Medikamenten mit interpartikulären Haftkräften, wenn es darum geht, gelagerte oder zwischengelagerte Produkte in einem Prozess zu verarbeiten. Ob Metformin, Mannitol, getrocknetes Tomatenpulver, Weinsäure, Agro-Chemikalien, Salz oder andere Produkte: Pulvereigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Partikelform und Produktverfestigung müssen sich beeinflussen lassen. Dieses Bedürfnis ist bei einem Schweizer Spezialisten für das Mahlen und Handhaben von Pulvern lange bekannt, weshalb die Spezialisten aus der F&E-Abteilung sich daran gemacht haben, eine praktische Lösung zu erarbeiten. Die Lösung besteht aus einem Fluidisiermodul, in dem Agglomerate oder Klumpen zuerst zerkleinert und danach in einem schonenden Verfahren in rieselfähiges Pulver mit konstanter Dichte gemahlen werden können.

Aufbereitung der Rohstoffe für Produktion unerlässlich

Von der Typ-2-Diabetes, auch Alters-Diabetes genannt, sind weltweit Millionen von Menschen betroffen; vor allem in den entwickelten Ländern ließ sich in letzter Zeit eine zunehmende Tendenz des Typ-2-Diabetes beobachten. Sind Diätmaßnahmen zur Behandlung nicht ausreichend, kommen Blutzucker senkende Medikamente zum Einsatz.

Novartis, ein innovativer Erzeuger von Pharmaprodukten, nimmt bei der Herstellung von Diabetes-Medikamenten mit der Fixkombination aus dem DPP-4-Hemmer Vildabliptin und Metformin eine führende Rolle ein. Damit ist eine umfassende Kontrolle der Glykämie möglich. Aufgrund der weltweit steigenden Nachfrage von Blutzucker senkenden Medikamenten musste Novartis seine Produktionskapazitäten an verschiedenen Standorten in Europa erhöhen. Novartis bezieht von seinen Lohnherstellern pharmazeutische Wirkstoffe und Hilfsstoffe, welche primär in Kartons mit Inliner von ca. 25 kg Gewicht in den Produktionsraum gebracht werden. Der Wirkstoff wird in unterschiedlichen Partikelgrößen und ggf. in Blockform angeliefert. Der Wirkstoff ist schlecht fließend und neigt zur Klumpenbildung, deshalb muss er vor der weiteren Verarbeitung aufbereitet werden. Da sich die Ware in der Regel in der angelieferten Form nicht verwenden lässt, muss sie in einem aufwendigen Verfahren entsprechend zerkleinert und aufbereitet werden. Erst danach lassen sich Wirk- sowie Hilfsstoffe im optimalen pulverförmigen Zustand dem eigentlichen Herstellungsprozess zuführen.

Das Pharma- und Biotechnologie-Unternehmen nutzt dazu die Aufbereitungsanlage Delumpwitt, in der drei mechanische Verfahren ablaufen: 1. Vorbrechen, 2. Mahlen, 3. Mischen. Novartis hat sich für das Fluidisiersystem des Schweizer Maschinenbauers entschieden, da der Einsatz der Anlage es ermöglicht, Investitionskosten um 30 % zu senken, die Produktion um 70 % zu steigern und 50 % Platz einzusparen.

Die auf Paletten angelieferte und verpackte Blockware wird mittels einer Hubsäule bis zum Einlauftrichter des auf einer Plattform stehenden Klumpenbrechers angehoben und dort von Hand beschickt. Das vorzerkleinerte Produkt fällt am Klumpenbrecherauslauf in einen darunter stehenden Container. Der befüllte Container wird auf eine zweite Hubsäule aufgesetzt, wo er über einer Mahleinheit angedockt wird. Das Produkt wird in der Mahleinheit gemahlen und fällt in einen Container. Nach dem manuellen Beifügen von weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen wird der Container von einer weiteren Hubsäule aufgenommen und anschließend gemischt. Ist das mechanische Aufbereitungsverfahren abgeschlossen, wird die gemischte Charge dem kundenspezifischen Prozess zugeführt.

Berechnung der Parameter zeigt Möglichkeiten auf

Bei der Evaluierung einer neuen Prozessanlage zur Kapazitätssteigerung wurde der Schweizer Maschinenbauer einbezogen. Dabei ließ sich anhand von durchgeführten Vorversuchen mit den Maschinen der neuesten Generation des Herstellers das neue Produktionsverfahren im Bereich der Aufbereitung validieren. Als Kernstück ließ sich die zwischenzeitlich realisierte Neuentwicklung der Brech- und Mahlanlage vom Typ Delumpwitt in den Prozess einbinden. Bei der Anlage handelt es sich um ein Gerät, das speziell für die Desagglomeration von Pulvern entwickelt worden ist.

Die kompakte Bauweise sowie das Zwei-in-eins-Verfahren erfordert für das Brech- und Mahlverfahren anstelle von zwei nur noch eine Prozesslinie. Auf einer einzigen Anlage werden die pulverförmigen und klumpenartigen pharmazeutischen Wirk- und Hilfsstoffe mittels einer Paletten-Hubsäule angehoben und von Hand dem Einschütttrichter der Mahlanlage zugeführt. Das zerkleinerte Produkt fällt direkt in einen darunter stehenden fahrbaren Container. Der Container, der auf einer Waage steht, lässt sich in einem Arbeitsgang mit sämtlichen Wirk- und Hilfsstoffen beschicken, bevor sein Inhalt auf einer separaten Hubsäule den abschließenden Mischzyklus durchläuft.

Aufgrund der kompakten Bauweise lässt sich die Brech- und Mahlanlage einfach in eine bestehende Anlage integrieren. Die Bauhöhe der gesamten Einheit, die aus einem Einlauftrichter, dem Klumpenbrecher, der Mahleinheit und einem Auslauf mit Triclamp nach ISO DN 300 besteht, beträgt knappe 900 mm. Auf der Anlage lassen sich in einer Stunde 1.000 bis 8.000 kg Produkt desagglomerieren. Die Siebeinsätze sind schnell gewechselt, und die kontrollierte Erreichung der vorgegebenen Endkorngröße ist gewährt. Erfordert der Prozess eine automatische Reinigung, lässt sich das Gerät optional mit CIP-Düsen ausrüsten. Um die Fließeigenschaften von Produkten, die stark hygroskopisch sind wie Salz oder Zucker, sicherzustellen, kann das Produkt mit Luft überlagert werden. Dieses Verfahren ermöglicht, dass sich Produkt mit Umgebungsluft in einem Feuchtegleichgewicht befindet.

Heftausgabe: Februar 2013
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René Herzog, Marketingleiter, Frewitt

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René Herzog, Marketingleiter, Frewitt
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