Forschungsschwerpunkt: |
Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie
Am Hubland, 97074 Würzburg Mail: I.Zimmermann@pharmazie.uni-wuerzburg.de Url: http://www.pharmazie.uni-wuerzburg.de/AKZimmerm/index.htm |
Wissenschaftliche Mitglieder:
Professoren:
Wissenschaftliche Mitarbeiter:
Sonstige beteiligte Personen und Organisationen:
Forschungsschwerpunkte (und Projekte auf Basis der Grundausstattung):
Die Fließfähigkeit von feinkörnigen und daher oft schlecht fließenden Pulvern kann durch Granulierung verbessert werden. Bei der Herstellung von Lebensmitteln wie auch von Arzneimitteln werden hierzu seit vielen Jahren und in großem Umfang Wirbelschichtverfahren eingesetzt. Zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der Wirbelschicht werden große Luftmengen durch das Pulver gefördert. Je nach der relativen Feuchte der verwendeten Luft werden dabei Wassermengen in das Gut eingetragen, die ein Vielfaches der zur Granulation benötigten Wassermenge betragen kann. Um schwankende Produkteigenschaften zu vermeiden, muss die benutzte Luft mit sehr teuren Verfahren konditioniert werden oder das Wirbelschichtverfahren kann bei Überschreiten einer kritischen relativen Feuchte nicht eingesetzt werden.
Es ist Ziel dieses Projektes, einen Wirbelschichtgranulierer so zu instrumentieren, dass zu jedem Zeitpunkt des Prozesses die Gesamtmenge der in der Anlage befindlichen Wassermenge festgestellt werden kann. Diese Information soll genutzt werden, um die Arbeitsparameter des Gerätes (Menge an Prozesswasser und Trocknungskapazität) so zu regeln, dass ein Produkt mit konstanter Qualität erhalten werden kann.
Ergebnisse:
In der ersten Projektphase wurde das im Wirbelschichtgranulierer eingebaute Anemometer mit Hilfe eines Hitzedrahtanemometers kalibriert. Dieses Verfahren erlaubt, die zu jedem Zeitpunkt in das Gerät eingebrachte Luftmenge mit einer Genauigkeit von mehr als 99 % zu bestimmen. Das gleiche Verfahren wird benutzt, um die aus dem Gerät austretende Luftmenge zu messen. Diese ist um die Menge an verdampfter Prozessfeuchte größer als die Luftmenge, die in das Gerät eingebracht wurde.
Bedingt durch ihre lange Ansprechzeit sind die z. Zt. im Handel erhältlichen Feuchtesensoren nicht geeignet, um die bei einem Wirbelschichtgranulationsverfahren auftretenden Feuchteänderungen korrekt zu messen. Mit Hilfe eines akustischen Sensors, der sich an der TU Dresden in Entwicklung befindet, war es möglich, Feuchteänderung in der Zu- und Abluft verzögerungsfrei und mit großer Genauigkeit zu ermitteln.
Mit Hilfe der so gewonnenen Daten ist es möglich, eine Massenbilanz für die im Laufe eines Granulationsprozesses umgesetzte Feuchte zu erstellen. Es zeigte sich, dass die für den Prozess benötigte Granulationsflüssigkeit nur einen kleinen Bruchteil der insgesamt mit der Luft durch die Anlage geförderten Wassermenge ist.
Die sorgfältige Analyse des Granulationsprozesses erlaubte, den Begriff „kritische Sprührate“ zu definieren. Er beschreibt jene maximale Flüssigkeitsmenge, die pro Zeiteinheit in den Wirbelschichtgranulierer eingesprüht, dort verdampft und mit der Abluft wieder abgeführt werden kann. Wird die Anlage bei der kritischen Sprührate betrieben, so ändert sich ihr Wassergehalt nicht. Allerdings findet auch keine Granulation statt. Um den Aufbau von Granulen zu erreichen, muss mit einem Vielfachen der kritischen Sprührate gearbeitet werden. Dieser Wert ist für ein gegebenes Pulvergemisch sowie ein definiertes Bindemittel charakteristisch.
Ausstattung:
Glatt - Wirbelschichtgranulierer WSG 5
Coulter Streulichtphotometer LS250
Malvern particle sizer