Kompaktierung & Granulation
Umwandlung eines pulvrigen schlecht fließenden Rohmaterials in ein staubarmes, gut fließendes Granulat.
Kompaktierung
Bei der Kompaktierung ist es vorrangiges Ziel, die Dichte von Schüttgütern zu erhöhen.
Dabei werden kleine und feine Partikel durch Zusammenpressen zu größeren Partikeln verbunden. Auch kann es Ziel sein, hohe Luftanteile aus den Schüttgütern zu entfernen, so dass am Ende geringere Volumina generiert werden können.
Die Kompaktierung mit Walzenpressen stellt eine hocheffiziente Möglichkeit dar, Schüttgüter zu kompaktieren. Das Rohmaterial wird bei der Walzenkompaktierung über zwei gegenläufig rotierende Walzen verdichtet.
Je nach plastischer Verformbarkeit des Ausgangsmaterials entstehen durch das Verpressen endlose Schülpen, aber auch feine Agglomerate in Nadelform, wie z. B. bei der Kompaktierung von Silikaten. Die Schülpen werden im folgenden Zerkleinerungsprozess auf Granulate gewünschter Form zerkleinert, sodass Schüttgüter mit höheren Dichten (geringeres Volumen) und besseren Fließeigenschaften entstehen.
Beispiele für den Einsatz von Alexanderwerk Walzenkompaktoren zum Kompaktieren (und Granulieren) sind:
Beispiele anzeigen
Kompaktieren und Granulieren von
Batteriemasse
Kompaktieren und Granulieren von
Katalysatoren
Kompaktieren und Granulieren von
Farbpigmenten
Kompaktieren und Granulieren von
Enzymen
Kompaktieren und Granulieren von
natürlichen und biologischen Pulvern
Kompaktieren und Granulieren von
Lebensmitteln
Kompaktieren und Granulieren von
Kaffeepulver
Kompaktieren und Granulieren von
Mineralien
Kompaktieren und Granulieren von
Erzen
Kompaktieren und Granulieren von
Zellulose
Kompaktieren und Granulieren von
Braunkohle
Kompaktieren und Granulieren von
verschiedenen Salzen
Kompaktieren und Granulieren von
Düngemitteln
Kompaktieren und Granulieren von
aufgebrannten Kernbrennelementen (U3O8)
Kompaktieren und Granulieren zur
Anreicherung von Kernbrennelementen (UF2)
Kompaktieren und Granulieren von
Airbagpulvern
u. v. m.
Granulation
Von Granulation spricht man vor allem in pharmazeutischen oder ähnlich gelagerten Anwendungen.
Bei der Granulation werden aus feinen und schlecht fließenden Pulvern durch die Agglomeration von Partikeln größere Partikel, die sogenannten Granulate, erzeugt. Ziel bei der Granulation in der Pharmazie ist es vor allem, eine gute Dosierbarkeit des Schüttgutes zu erreichen, da sich gerade die aktiven Wirkstoffe (APIs) im nicht granulierten Zustand schlecht im folgenden Prozessschritt der Tablettierung zu Tabletten verpressen lassen.
Grundsätzlich können zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von Granulaten benutzt werden.
Nassgranulation
Wet Granulation
Bei der sogenannten Nassgranulation werden den Pulvern Binder in flüssiger Form zugegeben. Der Binder, i. d. R. auf Wasser- oder Alkoholbasis, fungiert dabei als Kleber, sodass einzelne Partikel miteinander über die Flüssigkeitsbrücken verbunden werden. Die Nassgranulation erfordert zudem einen Trocknungsprozess, um die Feuchte in den Granulaten zu reduzieren. Sowohl die Zugabe von Bindemitteln als auch der Trocknungsprozess können sich negativ auf die Qualität der Granulate auswirken.
Trockengranulation
Dry Granulation
Bei der Trockengranulation werden durch das gezielte Kompaktieren und anschließende Zerkleinern Granulate der gewünschten Qualität erzeugt. Eine Zugabe von Bindern mit anschließender Trocknung ist hierbei nicht erforderlich.
Grundsätzlich sind zwei Verfahren gebräuchlich
Slugging
Beim sogenannten Slugging werden aus dem Ausgangsmaterial große Tabletten gepresst.
Diese werden anschließend mit Hilfe von Mühlen zerkleinert. Der Nachteil des Sluggings ist vor allem der nicht kontinuierliche Prozess sowie die ungleichmäßige Verpressung des schlecht fließfähigen Ausgangsmaterials. Dies spiegelt sich auch in den Fertiggranulaten wider, da sich durch Slugging genierte Granulate vor allem durch eine unstabile und schlecht zu kontrollierende Qualität auszeichnen.
Slugging wird heute nicht mehr als „State of the Art“ angesehen und daher auch kaum noch angewendet.
Walzenkompaktierung
Die Walzenkompaktierung erzeugt durch das Verpressen von Pulvern zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen stabile Granulate und konnte so in den letzten Jahren sehr an Bedeutung gewinnen.
Das Agglomerat wird dann über eine nachgeschaltete Zerkleinerungseinheit in ein Granulat zerkleinert. Alle Alexanderwerk Feingranulatoren zeichnen sich durch die besonders schonende Zerkleinerung aus.
Auch der Kompaktierprozess ist einzigartig, da die vertikal angeordneten Walzen in Verbindung mit einer Steuerung kontinuierlich Schülpen mit gleichbleibender Dicke und Dichte erzeugen.
Dies liegt vor allem daran, dass Alexanderwerk den gesamten Prozess optimiert hat. Bei der Materialaufnahme im Trichter fängt die Qualität des Prozesses bereits an. Eine optimierte Gestaltung sorgt für eine gute Zuführung von Material. Der integrierte Rührer sorgt für einen guten Materialfluss in die Schnecken. Der patentierte Combi-Vent-Feeder© steigert die Durchsatzleistung und trägt wesentlich zu einer gleichmäßigen Vermischung von Roh- und Rückführmaterial bei. Die vertikale Walzenanordnung macht uns komplett unabhängig von der Gravitation. Die Walzenspaltregelung in Kombination mit einer immer konstanten Presskraft sorgt für eine gleichbleibend gut verdichtete Schülpe mit definierten Abmessungen.
Das einzigartige Steuerungskonzept der Alexanderwerk Walzenpressen ermöglicht es, den Walzenspalt mit einer Genauigkeit von +/- 0,1 mm zu betreiben. Dadurch weisen die Schülpen eine gleichmäßige Dicke und Dichte auf. Auch die Materialzuführung wird kontinuierlich geregelt, sodass es bei konstanter Presskraft zu keinerlei Schwankungen in der Dichte oder Härte der Schülpen kommen kann. Nicht zuletzt garantiert der mehrstufige Zerkleinerungsprozess die schonendste Zerkleinerung im Vergleich mit allen anderen Wettbewerbern.
