Technikum - maßgeschneiderte verfahrenstechnische Lösungen - LÖDIGE - ALWAYS THE RIGHT MIX
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Technikum - maßgeschneiderte verfahrenstechnische Lösungen LÖDIGE - ALWAYS THE RIGHT MIX
Lödige Technikum
„Wir mögen ja alles mögliche über
die Zukunft wissen. Nur eines
können wir prinzipiell nicht wissen,
nämlich was wir künftig wissen
werden. Denn sonst wüssten wir
es bereits jetzt.“
Sir Karl Popper
Weil das so ist, brauchen Sie unser
Technikum. Hier liegt das Potential,
in die Zukunft Ihrer Produkte und
Verfahren schauen zu können.
Und zu entscheiden ob die Erkennt-
nisse es wert sind, neue oder
bessere Wege zu beschreiten.
Produkt- und Prozessentwicklung
Sie entwickeln neue Produkte, die nicht durch, um die Steuerungsfähigkeit der Auswirkung ihrer Kombinationen.
nur auf neuen Rezepturen und Kom- der Prozessführung zu testen und um Für alle verfahrenstechnischen Opera-
ponenten basieren, sondern mit hoher weitere Untersuchungen mit dem tionen ist es wichtig, bei der Planung
Wahrscheinlichkeit auch neue Prozess- gewünschten Endprodukt durchführen von Anlagen und Versuchen möglichst
abläufe benötigen. Vor der Investition zu können. alle Eigenschaften der zum Einsatz
in Produktionsanlagen benötigen Sie kommenden Rohstoffkomponenten zu
natürlich die Gewissheit, dass Ihr neues Und dabei können wir Sie in unserem kennen. Ebenfalls wichtig ist die
Produkt sich auch in entsprechender Technikum optimal unterstützen. Wir Definition der gewünschten Qualität
Größenordnung und in der erwarteten haben unsere Maschinen sowohl in der des Endproduktes. Auch die Beschrei-
Qualität wirtschaftlich herstellen lässt. Größe für erste Kleinansätze als auch bung unerwünschter Eigenschaften
Dazu müssen Sie Musterproben aus für den Pilotmaßstab, womit wir die hilft bei der Prozessplanung.
Originalrohware möglichst mit gleichen Auslegung von Anlagen in einer Größe
Anlagensystemen und gleicher Prozess- bis zu 55.000 l im Batch-Betrieb sicher Als Leithilfe werden im Folgenden die
führung herstellen und dies mit einer gewährleisten können. verfahrenstechnischen Grundopera-
Chargengröße, die genug Sicherheit für tionen kurz beschrieben, wobei der
die Auslegung der gesamten Produk- Alle Prozesse setzen sich aus den unter- Schwerpunkt natürlich auf den Prozes-
tionsanlage bietet. Dazu führt man im schiedlichsten physikalischen und che- sen liegt, die wir mit unseren Maschinen
Allgemeinen ein schrittweises Scale Up mischen Grundoperationen zusammen im Technikum darstellen können.
vom kleinsten Entwicklungsmaßstab und lassen sich sowohl unter deren
über Laborgeräte bis zu Pilotanlagen Aspekten einzeln betrachten als auch in
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Basisoperationen
der Verfahrenstechnik
Zum besseren verfahrenstech-
nischen Verständnis von Produk-
tionsprozessen differenziert man
diese in ihre anteiligen Basisopera-
tionen, um sie somit in ihren Frei-
heitsgraden betrachten zu können
und so dem Verständnis der Aus-
wirkungen einer Kombination von
Basisoperationen näher zu kommen.
Mischen
Unter dem Begriff Mischen versteht Dadurch kommt es - vereinfacht darge- Produktbett bis hin zu einer mechanisch
man die gezielte Vereinigung von mindes- stellt - zu folgenden Kombinationen: erzeugten Wirbelschicht ergibt.
tens zwei Stoffen unter Energieeintrag
zu einem Gemisch mit bestmöglicher fest - fest; Bei den zweiten ist die Mischwelle verti-
Gleichverteilung. fest - flüssig; kal eingebaut; hier bildet sich im Produkt
fest - gasförmig; bei entsprechender Bewegung eine so-
Handelt es sich um partikuläre, diskrete flüssig - flüssig; genannte Trombe aus.
Systeme müssen zwischen den einzel- flüssig - gasförmig.
nen Partikeln Platzwechsel erzwungen Horizontalmischer können auf Grund
werden. Dafür muss ein gewisser freier Mischer, die aktiv das Produkt in Bewe- der möglichen Produktströmungsausbil-
Raum vorhanden sein. Dieser steht im gung versetzen, werden in zwei Klassen dung sowohl für den Batch-Betrieb als
Allgemeinen oberhalb des Produktes unterteilt: auch für den kontinuierlichen Mischpro-
zur Verfügung, oder er wird im Pro- Freifallmischer und Zwangsmischer. Die zess eingesetzt werden.
duktsystem selbst erzeugt durch mehr Zwangsmischer gliedern sich wiederum
oder weniger starke Auflockerung des in zwei Hauptbauformen:
Haufwerks. Mischvorgänge kann man Horizontal- und Vertikalmischer.
nach dem Vorhandensein verschiedener
Phasen unterscheiden. Für die grundle- Bei den erstgenannten ist die Mischwelle
genden Beschreibungen reduziert man mit den Werkzeugen horizontal ein-
die Systeme nach Möglichkeit immer auf gebaut, so dass sich bei entsprechen-
zwei zu beschreibende Hauptphasen. der Bewegung ein aufgelockertes
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Granulieren Reagieren
Unter Agglomerieren oder Granulieren Der Prozess kann in einem Zwangs- Auf Grund des überragenden Stoffaus-
versteht man das Zusammenfügen von mischer stattfinden, wobei gleichzeitig tausches durch die Mischbewegung eig-
feindispersen Partikeln zu grobdispersen die Homogenisierwirkung genutzt nen sich Horizontalmischer auch hervor-
in gasförmiger oder flüssiger Umge- wird. Anschließend ist die Trocknung ragend für Reaktionen und Synthesen.
bung, wobei im gebildeten Agglomerat überwiegend in einem nachfolgenden Insbesonders wenn die Ausgangsstoffe
mehr oder weniger große Hohlräume Prozess-Schritt in einem getrennten trocken sind, liegt eine Umsetzung in
verbleiben. System notwendig. Bei Kenntnis über trockener oder teilfeuchter Atmosphäre
Rezepturen und notwendige Granulier- nahe. Diese ist abhängig von den
Dazu werden in den meisten Fällen die zeiten kann der Prozess im Mischer für Betriebsbedingungen des Gerätes, vor
Partikel in der Aufbaugranulation mit entsprechende Produktströme auch allem in Bezug auf Temperatur und
Hilfe von Flüssigkeiten und eventuell kontinuierlich betrieben werden. Druck. Organische Pigmente lassen sich
vorhandenen Binderkomponenten ober- so herstellen ohne über den Umweg von
flächlich angelöst; beim anschließenden Ebenfalls möglich ist die Agglomeration Suspensionen gehen zu müssen.
Trocknen verkleben sie miteinander in einem Wirbelschichtprozess, wobei
und bilden interpartikuläre Brücken. Die hier die Flüssigkeit in ein stark aufge- Auch Cellulosederivate werden auf die-
Granulierflüssigkeit kann auch aus einer lockertes Produktbett gesprüht und sem Weg hergestellt. Ebenso können
Schmelze bestehen, die nach Benetzen gleichzeitig getrocknet wird. hier Polymerisationen ablaufen. Dabei
der Partikeloberflächen diese beim Ab- ist ein Vorteil des Horizontalmischers,
kühlen über Brückenbildung verbindet. Hierbei entstehen im Allgemeinen dass dieser weniger empfindlich ist beim
lockerere und leichtere Agglomerate Auftreten von Phasenzustandsände-
als bei der Mischgranulation. rungen als ein Vertikalmischer.
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Trocknen
Bei der Trocknung trennt man die Unter Normaldruck kann man die Trock- Als Träger der Heizenergie zur Erwär-
flüssigen Komponenten von den Trok- nungsgeschwindigkeit erhöhen indem mung eines Gerätedoppelmantels die-
kenstoffen durch Zufuhr von Energie mit man aufgeheizte Luft in das Produkt- nen im Allgemeinen Heißwasser, Dampf
dem Ziel, entweder das trockene Pro- bett einbläst. oder Thermalöl. Wie beschrieben kann
dukt als werthaltigen Stoff zu gewinnen, auch erhitzte Luft genutzt werden,
oder das Lösungsmittel für einen neuen Die Trocknung kann man sehr effektiv in um Heizenergie direkt in das Produkt
Prozessbetrieb zurück zu gewinnen. Zwangsmischern durchführen, da nicht zu führen; ebenfalls kann Sattdampf
Dabei kann der Anfall des Lösungs- nur die Partikelvermischung sehr schnell oder überhitzter Wasserdampf hierfür
mittels direkt fraktioniert erfolgen. Für abläuft, sondern durch die intensive zum Einsatz kommen. Eine weitere
die Produktqualität ist meistens eine Produktbewegung und den schnellen Möglichkeit ist die Nutzung von im Gerät
maximale Produkttemperatur während Wärmeaustausch an der Wand auch erzeugter Mikrowellenenergie.
des Prozesses zu beachten. Temperaturgradienten vermieden
werden, so dass keine Hot Spots im Pro- Vielfach kann ein Trocknungsprozess
Für empfindliche Produkte wird die dukt und an der Wandung entstehen auch im kontinuierlichen Betrieb durch-
Trocknung deshalb auch unter Vakuum können. geführt werden; hierzu ist es aber bei
mit entsprechend reduzierten Verdamp- der Vorplanung notwendig alle Prozess-
fungstemperaturen durchgeführt. Bekanntlich kann man auch in Wirbel- parameter zu kennen.
schichtgeräten sehr gut trocknen. Hier
Das extreme Beispiel für eine solche Pro- dient die zugeführte Luft gleichzeitig
zessführung mit niedriger Temperatur zum Bewegen des Produktes und als
ist die Gefriertrocknung. Energieträger.
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Emulgieren Coaten
Das Verbinden von hydrophilen und Bei vielen Anwendungen müssen die Aufgebracht werden können z.B.
hydrophoben Phasen zu stabilen Oberflächen der Partikel unterschied- Lösungen von Stoffen oder auch
Mischungen wie Pasten, Cremes oder lichster Größe und Form aus verschie- Schmelzen, wobei anschließend das
Lotionen geschieht überwiegend durch denen Gründen beschichtet werden. Lösungsmittel herausgetrocknet bzw.
gemeinsame Scherung der Komponen- das Produkt zum Erkalten der Schmelze
ten in Rotor-Stator-Systemen. Je größer die Partikel sind, desto gekühlt werden muss. Dies kann zwei-
empfindlicher sind sie im Allgemeinen stufig mit getrenntem Auftragen und
Dabei werden die erzeugten sehr klei- gegen Bruch und Abrieb. Hierauf muss anschließendem Trocknen oder einer
nen Tröpfchen in einem horizontalen man durch Wahl der Prozessführung simultanen Zugabe und Trocknung
Mischsystem homogenisiert. und Auswahl des richtigen Apparates geschehen.
Rücksicht nehmen.
Pulver kann man sehr gut in Zwangs-
mischern beschichten. Bei größeren
Partikeln wie Pellets oder Tabletten
bieten sich eher Trommelcoater oder
Wirbelschicht-Prozessoren an.
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Empirie Optimierung von Anfertigung von
Prozessen Musterchargen
Alle zuvor beschriebenen Basisope- Neben der Prozessentwicklung für neue Wir führen für Sie gerne unter Einsatz
rationen verlangen für eine sichere Produkte helfen wir Ihnen gerne bei der unserer Möglichkeiten die Bemusterung
Gesamtprozess- und Anlagenplanung Optimierung laufender Produktionspro- neuer Produkte durch.
nach Versuchen auf scale-up-fähigen zesse.
Benötigen Sie mehrere Chargen, z.B.
Maschinen im Technikum. Aus den bei
So manches Mal verhindert über Jahre für Ihre Vertriebsvorbereitung oder z.B.
den Versuchen ermittelten Daten kön-
gewachsene Routine - um nicht von Klinikmuster, sprechen Sie uns bitte an.
nen wir, gestützt auf unsere langjährige
Betriebsblindheit zu sprechen - den Weg
Erfahrung, Produktionsanlagen kalkulie- Wir werden Ihnen dazu gerne ein Ange-
zu einfachen und schnell umsetzbaren
ren und konstruieren. bot unterbreiten.
Lösungen. Frische Ideen von Außen
Dabei hilft uns die Erfassung der Test- können dabei helfen, Denkblockaden zu
daten mit geeigneten Programmen, die lösen.
anschließend eine gründliche Analyse des
Hierzu bieten wir Ihnen unsere Beratung
Prozesses erlauben.
an, die wir natürlich auch vor Ort durch-
Es lassen sich Aussagen sowohl zu er- führen können.
zielbaren Produktqualitäten als auch zu
Produktionsleistungsdaten treffen.
Auf dieser Basis ist es auch möglich, Lödige Technikum -
entsprechende Gewährleistungen ver- Ihr Schlüssel zum Erfolg
traglich zu fixieren.
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Gebrüder Lödige
Maschinenbau GmbH
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