Die Verarbeitung lösungsmittelhaltiger Extrakte und temperaturempfindlicher Substanzen wie Mikroorganismen und Enzyme stellt hohe Anforderungen an Prozessbedingungen, Arbeitsschutz und Anlagensicherheit. Mit dem Verfahren der Vakuumwirbelschicht von Glatt lassen sich durch das Absenken des Siedepunktes bei reduzierten Systemdrücken schonende und sichere Prozesse realisieren. Davon profitieren Lebendzellen, Produkte mit organischen Lösungsmitteln und Agglomerate.
Die Wirbelschichttechnologie hat bei Wärme- und Stoffaustauschvorgängen deutliche Vorteile. Jedes einzelne Produktteilchen wird vom Prozessgas in die Schwebe gebracht, um eine perfekte Durchmischung und eine homogene Temperaturverteilung zu erzielen. Diese bekannten Vorteile der Konvektionstrocknung gegenüber der Kontakttrocknung werden für temperaturempfindliche Produkte wie Hefen, Enzyme und andere reaktive Substanzen genutzt. Die Trocknung in der Wirbelschicht ermöglicht eine Vielzahl weiterer Verfahren wie die Sprühgranulation von Suspensionen und Lösungen, die Agglomeration von Pulvern oder das Beschichten einzelner Partikel mit funktionalen Filmen. Diese Optionen sind der Stand der Technik für wässrige Prozesse. Extraktions-, Fällungs- oder Kristallisationsprozesse erfordern jedoch häufig organische Lösungsmittel und die hohe Qualität einiger funktioneller Beschichtungen basiert auf wasserunlöslichen Polymeren.
Mehr Explosions- und Umweltschutz
Das Handling von organischen Lösungsmitteln erfordert zusätzliche Schutzmaßnahmen, die wie folgt eingeteilt werden können:
- Vermeidung von Zündquellen und zündfähigen Gemischen: Nutzung von Inertgas und Kreislaufbetrieb unter Vakuumbedingungen
- Ausreichende Festigkeit der Anlagen: 12 bar druckstoßfeste Ausführung und Betrieb im Vakuum bei Standardanlagen
- Vermeidung von Emissionen: Kondensation des Lösungsmittels im Kreislaufbetrieb und Abluftreinigung bei Frischluft/Fortluft durch Wäscher oder thermische Nachverbrennung
Eine sichere und dabei wirtschaftliche Möglichkeit ist die Vakuumwirbelschicht, die die Vorteile beider Prozessarten, der Konvektions- und der Vakuumtrocknung verbindet. Das Unterschreiten des Mindestzünddruckes stellt den Explosionsschutz sicher. Durch den Verzicht auf Inertgase werden so die Betriebskosten gesenkt und die Bauteile wie Heizregister und Kondensatoren können deutlich kleiner ausgeführt werden. Besonderheiten wie die für die Zerstäubung von Bindern eingesetzten Einstoffdüsen und das Trocknungsverhalten der Lösungsmittel eröffnen neue Möglichkeiten in der Produktentwicklung, wie die nachfolgenden Erkenntnisse aus Case Studies unter Normaldruck und unter Vakuum belegen.
