Was ist Sprühtrocknung?
Sprühtrocknung ist ein Prozess, bei dem festes Material hergestellt wird, indem Flüssigkeiten oder Aufschlämmungen, Gemische aus Feststoffen und Flüssigkeiten, aus Düsen in erwärmte Luftströme ausgestoßen werden. Hiermit wird eine Vielzahl von pulverförmigen und festen Chemikalien hergestellt, von Düngemitteln bis hin zu pulverförmigen Pharmazeutika. Die Erzeugung von Feststoffen aus Flüssigkeiten oder Gemischen reduziert die Versandkosten, verbessert die Lagerfähigkeit und bietet die Möglichkeit, für bestimmte Anwendungen unterschiedlich geformte Partikel herzustellen. Die Sprühtrocknungstechnologie wurde zum ersten Mal im späten 19. Jahrhundert entwickelt, wurde jedoch erst in den 1920er Jahren kommerziell eingesetzt, als Verbesserungen einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichten.
Die Sprühtrocknung kann in offenen oder geschlossenen Tanks oder Lagergebäuden erfolgen. Produkte können oben in offenen Lagertanks oder Behältern versprüht werden, und die Flüssigkeit verdunstet, bevor das Produkt den Boden erreicht. Erhitzte Luft kann zusammen mit dem Produkt oben eingeführt werden, was als Gleichstrom bezeichnet wird, da sich Luft und Produkt in die gleiche Richtung bewegen. Gegenstrom tritt auf, wenn das Produkt nach unten fließt und die Luft vom Boden zum oberen Teil des Tanks strömt.
Ein Mixed-Flow-System kann für verschiedene Materialien und Trocknungsmuster verwendet werden. Die Düse zeigt normalerweise nach oben und erzeugt ein Muster nach oben. Luft wird am Boden des Tanks eingeleitet. Die Partikel bewegen sich im Luftstrom zuerst nach oben und fallen dann gegen den Luftstrom, wodurch eine gemischte Strömung entsteht. Diese Sprühtrocknungssysteme können für größere Partikelgrößen oder Materialien nützlich sein, die eine zusätzliche Trocknungszeit erfordern.
Aus Sprühtrocknungssystemen hergestellte Produkte sind normalerweise runde Kugeln, es können jedoch auch andere Formen hergestellt werden. Das Seitenverhältnis oder das maximale Verhältnis von Länge zu Breite der Produktform wird normalerweise verwendet, um nicht kugelförmige Formen zu messen. Es kann kugelförmiges Material hergestellt werden, das jedoch zur Gewichtsreduzierung in der Mitte hohl ist. Es kann ein zweistufiges System verwendet werden, bei dem im ersten Schritt ein Produkt erzeugt wird, das noch leicht nass ist, und das Material in einem zweiten Schritt zusammenklebt, um größere Partikel zu bilden, die als Aggregate bezeichnet werden.
Die Düse kann für verschiedene Produkte oder Partikelgrößen gewechselt werden. Sowohl stationäre als auch rotierende Zerstäuber werden zur Erzeugung von Kugeln verwendet. Rotationszerstäuber verwenden eine Spinndüse, um das Material in feinen Tröpfchen auszustoßen. Zweistoffdüsen können eine Mischung aus Produkt und Druckluft oder Dampf verwenden, um ein Sprühmuster zu erzeugen. Die Verwendung von Druckluft oder Dampf erhöht die Produktkosten, kann jedoch für Materialien erforderlich sein, die sehr dick sind oder die Dampfheizung erfordern, um flüssig zu sein.
Gefriertrocknung kann zum Trocknen von Produkten verwendet werden, indem Flüssigkeiten in gekühlte Lagertanks gesprüht werden. Die Flüssigkeiten werden durch Einfrieren und Sublimation oder direkten Wechsel von einem Feststoff zu einem Gas ohne Schmelzen entfernt. Diese Technik kann nützlich sein, um angetriebene Medikamente oder andere Chemikalien herzustellen, die wärmeempfindlich sind.