amixon®-Vakuum-Mischtrockner und –Reaktoren

Zur Gewinnung eines chemischen Wirkstoffes sind zumeist etliche Synthesestufen nacheinander abzuleisten. Sofern ein Syntheseschritt mit einer Flockung oder Kristallisation abschließt, besteht die Notwendigkeit, die Produkte anschließend mit Alkohol, Aceton oder / und wässrigen Lösungen bzw. Wasser zu waschen. Dem Waschprozess schließt sich ein mechanischer Trocknungsprozess an, der in der Regel in Zentrifugen oder Drucknutschen stattfindet. Oft werden für diesen Schritt amixon® -Vertikal-Kontakttrockner ausgewählt.

Der amixon®-Trockner / Reaktor weist ein vertikal gelagertes Schraubenband-Mischwerkzeug auf. Dieses rotiert mit geringem Abstand zur Gefäßwandung. Die hohe Äquidistanz des Mischwerkzeuges zu den vollständig beheizten Wandungen garantiert ideale Wärmeübertragung. Wandanhaftungen können so vermieden werden. Die besondere Formgebung des Mischwerkzeuges lässt die Trocknungsgüter totraumfrei verströmen. Ein besonderer Anwendernutzen resultiert aus dem Umstand, dass auch die gesamte Oberfläche des Mischwerkzeuges temperiert wird (die Mischwerkwelle, die schaufelartig geformten Arme und das Schraubenband).

Zwischenzeitlich wurden über 30 Horizontal-Schaufeltrockner durch amixon®-Vertikaltrockner ersetzt. Hierbei handelt es sich um Industrie-Trockner für chemische Wirksubstanzen wie Fungizide, Pestizide, Herbizide, Insektizide, keramische Farben, Feuerlöschpulver, Cellulosederivate sowie um Adhäsivkleber, organische und anorganische Farbpigmente, Keramikwerkstoffe, opto-chemische Werkstoffe, Nanopulver und Kunststoffstabilisatoren sowie für pharmazeutische Wirkstoffe wie Penicilline, Schmerzmittel, Herzmedikamente, Röntgenkontrastmittel und künstliche Aromen.

Die Chargengrößen variieren von 50 Liter bis zu 18 000 Liter. Betreiber von Vertikal-Kontakttrocknern bekunden einhellig, dass die amixon®-Vakuum-Mischtrockner die üblichen Trocknungszeiten von Schaufeltrocknern um mehr als 40 % unterschreiten. Eingedenk dessen, dass der mechanische Energieeintrag (Antriebsleistung am Mischwerkzeug) wesentlich geringer ist, ist es naheliegend, dass der Wärme- und Stoffaustausch offensichtlich sehr effektiv stattfindet. Die Trocknungsgüter werden vom Schraubenband in der Peripherie des Mischraumes aufwärts gefördert und gleiten im Zentrum, der Schwerkraft folgend, abwärts. Statische Mischwerkzeuge verhindern die Rotation der Güter, indem sie mit dem rotierenden Mischwerkzeug kämmen.

Typische Kneter-Eigenschaften des amixon®-Trockners kommen bei der Verarbeitung von Produkten mit heiklen rheologischen Eigenschaften zur Anwendung. Statische und dynamische Mischwerkzeuge sorgen dafür, dass das Produkt gekämmt wird. Die Masse wird mit reduzierter Mischwerkdrehzahl auseinander gezogen, neue Oberflächen werden aufgeschlossen und getrocknet, die auseinander gezogenen Stränge vereinigen sich anschließend wieder, um erneut auseinander gezogen zu werden. Die plastische Masse wird totraumfrei geknetet und effektiv getrocknet.

Auch kristalline Güter, die zumeist abriebs- und bruchempfindlich sind, können sicher verarbeitet werden. Die Verströmung darf nur langsam und mit geringem Energieeintrag stattfinden. Andererseits muss Verdampfungsenergie ausreichend durch Kontakterwärmung in die Kristalle eingetragen werden. Auch hier arbeitet der Mischtrockner mit Umfangsgeschwindigkeiten unter 0,5 m/s totraumfrei.

Sowohl Antrieb und Lagerung, als auch die Abdichtung der Mischwerkwelle sind nur oberhalb des Mischraumes gelagert. Wärmedehnungen und mechanischer Stress haben keinen Einfluss auf die Gleitringdichtung. Hohe Überdrücke, wie auch Feinvakuen bis 10-3 mbar werden extrem leckagearm abgedichtet. Insofern ist die Umgebung des Mischtrockners sicher vor dem Inhalt der Reaktionsgüter geschützt, andererseits wird die Reinheit der Güter gewahrt und Betriebskosten werden gesenkt.

Kontakttrockner mit idealer Restentleerung

Der Boden des Mischtrockners kann konisch gestaltet sein, wenn der Anwender im selben Mischtrockner alternativ kleine und große Chargen verarbeiten will; beispielsweise

200 Liter bis 2000 Liter. Hier wird das Mischwerkzeug der konischen Kontur des Mischraumes angepasst. Die Schraubenbänder sind dann als „sliding blades“ ausgeführt. Unter Aufrechterhaltung des Strömungsprinzips werden die Güter in jedem Fall ideal vermischt und schnell getrocknet. In der Praxis wurden nach der Entleerung aus einem 2000 Liter-Apparat 100 Gramm Restmenge ermittelt. Das entspricht einem Restentleergrad von 0,05 %.

Hygiene und Reinigung

amixon®-Apparate genügen den neuesten EHEDG-Richtlinien und sind darüber hinaus GMP- und FDA–konform ausgeführt. Sie sind in allen Bereichen der Chemie und der Pharmazie einsetzbar, insbesondere für sterile Verfahren. Homogenisierprozesse können beispielsweise auch für tiefgefrorene Güter bei Temperaturen unter - 45 °C stattfinden.

Washing-in-place-Waschköpfe werden automatisch in den Prozessraum eingefahren, ohne dass eine Kontamination mit der Umgebung stattfinden kann. Die Waschköpfe bestrahlen systematisch alle produktberührten Oberflächen des Reaktors bei langsam drehendem Mischwerkzeug. Anschließend fahren die Waschköpfe aus dem Reaktor heraus und verschließen den Prozessraum totraumfrei, druckdicht und vakuumdicht.

Besonderer Service für hoch korrosive Güter

Aktuell wird beobachtet, dass die Stoffsysteme komplexer werden und Synthesen in besonders korrosiven Flüssigphasen stattfinden müssen. Hier sind die klassischen austenitischen und ferritischen Edelstähle nicht mehr ausreichend gegen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion resistent. Im Werkstechnikum in Paderborn stellt amixon® für Anwenderversuche und Possibility-Tests Mischtrockner- / Reaktoren aus dem Werkstoff Hastelloy C 22 zur Verfügung in denen bis zu 300 Liter große Ansätze verarbeitet werden können. Der interessierte Kunde kann somit auch hoch korrosives Originalprodukt in der Testanlage verarbeiten, er muss nicht auf ein weniger korrosives Dummyprodukt ausweichen.

Sichere Auslegung großer Trockner

amixon® verfügt über profunde praktische Erfahrungen zu verschiedensten Trocknungsgütern und –prozessen. Insbesondere wurde ein thermodynamisch basierendes Upscale-Programm erarbeitet, um von Versuchsresultaten sicher auf Resultate von Groß-Trocknern schließen zu können. Insofern kann amixon® anhand gewonnener Versuchsresultate Prozesszeiten vorhersagen und Verfahrensgarantien abgeben.

Sofern ein Mischtrockner für pharmazeutische Güter verwendet wird, kann amixon® auf Wunsch die Qualifizierung durchführen. In Zusammenarbeit mit dem Fertigungsleiter werden dann die klassischen DQ, IQ und OQ Dokumente aufbereitet und Reinigungsvalidierungen anhand verschiedener Produkte vorgenommen.


Printed on 2017-09-26