Trockengranulation: Ein Überblick

Die Fließkonsistenz ist für bestimmte Industrien von entscheidender Bedeutung, insbesondere für solche, die Pulver schnell verarbeiten müssen, z. B. in einer Tablettenpresse in der pharmazeutischen Industrie oder in einer Spritzgussmaschine in der Kunststoffindustrie. Größere Partikel neigen dazu, besser zu fließen und zuverlässiger als Feinpulver, weshalb in einigen Anwendungen die Granulation des Pulvers – also die Vergrößerung der Partikelgröße – von Interesse ist. Verschiedene Verfahren können dies erreichen, doch eine besonders einfache und erwägenswerte Lösung ist die Trockengranulation.

1. Was ist Trockengranulation?

Bei der Trockengranulation wird die Partikelgröße eines Schüttgutsdurch einen trockenen Kompaktierungsschritt erhöht. Diese Kompaktierung erfolgt typischerweise auf einer Walzenpresse.

Das zu granulierende Pulver wird über eine Dosiervorrichtung, z. B. einen Schneckenförderer, einer Walzenkompaktieranlage zugeführt, die einen sehr hohen Druck auf das Pulver ausübt, um diesem Festigkeit zu verleihen (mehr dazu unter Wie haftet das Pulver beim Pressvorgang zusammen – siehe diesen Link). Am Ausgang des Kompaktors liegt das Material in Form von Platten oder Briketten vor.

Anschließend müssen diese Agglomerate zerkleinert werden, um Granulate zu erhalten, die deutlich größer als das ursprüngliche Pulver sind, eine höhere Festigkeit aufweisen und sich gleichzeitig für eine einfache Schüttguthandhabung eignen.

Die Agglomerate werden anschließend einem Granulator zugeführt, der sie auf die gewünschte Größe zerkleinert. Die Granulate werden klassiert: Die korrekt dimensionierten Partikel gelangen in die nächste Prozessstufe (z. B. Tablettierung im pharmazeutischen Prozess), während Feinanteile und Überkorn zur erneuten Granulation in den Kompaktor zurückgeführt werden.

Die Rückführung kann mechanisch oder mit einem kleinen pneumatischen Fördersystem erfolgen.

2. Anwendungen der Trockengranulation

• Pharmazeutische Industrie: dies ist die bevorzugte Branche für Granulationsverfahren. Granulationstechniken werden häufig eingesetzt, um das Risiko der Entmischung zu verringern und den Fluss von Schüttgütern zu einer Tablettenpresse zu erleichtern.

• Kunststoffindustrie: ähnlich wie bei der Tablettierung in pharmazeutischen Betrieben ist ein zuverlässiger Materialfluss zu den Formen entscheidend, um sicherzustellen, dass die Teile gemäß den Spezifikationen hergestellt werden. Die Trockengranulation bietet hierfür eine einfache Lösung für Hersteller von Kunststoffteilen.

3.1 Trockengranulation in der pharmazeutischen Industrie

Die Trockengranulation ist ein äußerst wichtiger Prozess in der pharmazeutischen Industrie, in der Präzision und Konsistenz entscheidend sind. Diese Technik wird häufig eingesetzt, um Feinpulver in Granulate mit kontrollierten Eigenschaften umzuwandeln. Ein bedeutender Vorteil der Trockengranulation in pharmazeutischen Anwendungen ist die Reduzierung des Entmischungsrisikos, was eine gleichmäßige Verteilung der Wirkstoffe (APIs) und Hilfsstoffe gewährleistet. Dies ist besonders in der Tablettenherstellungentscheidend, da die gleichmäßige Verteilung der pharmazeutischen Pulver direkt die Qualität und Wirksamkeit des Endprodukts beeinflusst. Durch die Erzeugung von Granulaten mit kontrollierter Größe und Festigkeit im Trockengranulationsprozess können Verfahrenstechniker den Pulverfluss verbessern und so die Effizienz nachgelagerter Prozesse wie Tablettenpressensteigern. Zudem minimiert die Trockengranulation den Bedarf an Feuchtigkeit, die für bestimmte pharmazeutische Formulierungen schädlich sein kann.

3.2 Trockengranulation in der Kunststoffindustrie

In der Kunststoffindustrie, in der präzise Formgebungsverfahren von großer Bedeutung sind, ist ein konstanter Materialfluss zu den Formen entscheidend. Durch die Granulation von Kunststoffpulvern mithilfe der Trockengranulation können Hersteller die Fließeigenschaften ihrer Materialien besser steuern. Dies führt zu vorhersehbareren und zuverlässigeren Formgebungsprozessen und stellt sicher, dass jedes Kunststoffteil präzise Spezifikationen erfüllt. Ob Spritzguss oder Extrusion, die Granulation von Kunststoffpulvern verbessert deren Handhabungseigenschaften und verringert das Risiko von Problemen wie Brückenbildung oder ungleichmäßigem Fluss.

Quelle

Vorkonditionierung von Pulvern durch Trockengranulation, Johnson, PBE, 1987