Sprüh- und Bandtrockner kombiniert

Pflanzenextrakte sind nicht nur wichtige Ausgangsmaterialien für die pharmazeutische Industrie, sondern finden auch als Aromen und Geschmacksträger in der Lebensmittelproduktion Einsatz. Die Trocknung der durch wäßrige oder alkoholische Extraktion gewonnenen Auszüge ist mit konventioneller Sprühturmtechnik oder Vakuumbandtrocknung ohne Trocknungshilfsstoffe teilweise nicht oder nur sehr schwer zu realisieren, da die Extrakte beim Übergang von der flüssigen in die feste Phase Eigenschaften wie Thermoplastizität und Hygroskopizität besonders ausprägen. Ein hoher Harzanteil erschwert den Prozeß und kann zu starken Anbackungen im Turmbereich sowie zu Problemen beim Austrag aus dem System und zu unerwünschten Strukturen des getrockneten Produktes führen. Durch eine hohe thermische Belastung kommt es zu Verlusten von Wirkstoffkomponenten, dem eigentlichen Qualitätsparameter.

Diese spezielle Trocknungsaufgabe wird in Andernach durch einen Spray-Belt-Trockner der Baureihe SBS-50 – einer Kombination aus Sprühtrockner und einem im System integriertem Band – realisiert. Der zu trocknende Extrakt wird mittels Düsen im oberen Bereich des Sprühturms zerstäubt und fällt mit relativ hoher Restfeuchte auf ein Band, das im unteren Bereich des Turmes installiert ist. Auf dem Band bildet sich in Abhängigkeit vom eingesetzten Rohstoff eine Schicht von mehreren Zentimetern Dicke, die aus der Primärtrocknungszone zur Nachtrocknung in eine zweite Trocknungszone gefördert wird.

Die Aufteilung des eigentlichen Trocknungsprozesses in mehrere voneinander getrennte Bereiche ermöglicht es, durch separate Luftführung und Luftaufbereitung die Trocknungsparameter optimal an das Produkt anzupassen und individuell zu steuern. In der sich anschließenden Kühlzone wird der getrocknete Extrakt auf die notwendige Verarbeitungstemperatur gekühlt. Nach Durchlaufen der Kühlzone löst sich das Produkt im Umlenkbereich des Bandes und fällt in ein Schneckenfördersystem. Die Transportschnecke fördert das getrocknete Gut aus dem Trockner in ein nachgeschaltetes Wirbelstromsieb, durch das das Produkt auf entsprechende Korngröße zerkleinert wird.

Die gesamte Trocknungs- und Kühlluft wird beim Spray-Belt-System durch die Produktschicht und durch das Band hindurchgesaugt und unterhalb des Bandes abgeführt. Der Produktkuchen wirkt hierbei gleichzeitig als Filter, hierdurch entsteht ein staubarmes, agglomeriertes Trockengut. Die besondere geometrische Form der Primärkammer (zunächst rund, erweitert sich dann auf viereckig) minimiert Anbackungen an den Wänden. Dies wird durch die Bauform des Luftverteilers (geteilt in zwei voneinander getrennte Luftzuführungen) unterstützt.

Da der erste Trocknungsabschnitt nur wenige Sekunden dauert, wird trotz hoher Lufteintrittstemperaturen von bis zu 230 °C und Austrittstemperaturen zwischen 70 und 110 °C (bei Salzen) die Kühlgrenztemperatur ca. 45 °C im zu trocknenden Extrakt nicht überschritten. Die Nachtrocknung auf Restfeuchten von bis zu unter 1% erfolgt hingegen mit Verweilzeiten von bis zu 30 Minuten und länger bei sehr niedrigen Temperaturen. Durch die stark an die Trocknungskinetik angepaßte Anlagentechnik werden sowohl Produktverluste als auch Wirkstoffverluste stark minimiert. Das sich im System befindliche Band kann neben diversen Trockenabreinigungen, während des Trocknungsprozesses im normalem Umlauf, auch naß abgereinigt werden.

Die speziellen Daten für Konstruktion und verfahrenstechnische Auslegung wurden bereits vor Auftragserteilung im Technikum ermittelt und gleichzeitig die Tauglichkeit des Spray-Belt-Systems für diese Trocknungsaufgabe unter Beweis gestellt. Die Erkenntnisse flossen unmittelbar in die Planung und Konstruktion der Anlage ein. So besitzt der gelieferte Trockner gegenüber seiner Standardversion einen in der Höhe reduzierten Turm, um die Verweilzeit in der Primärtrocknungszone so gering wie möglich zu halten. Dadurch werden Wirkstoffverluste minimiert und größtenteils der Einsatz von Trocknungshilfsstoffen vermieden. Eine patentierte Bandführung über seitlich integrierte V-Riemen garantiert einen parallelen Lauf des Bandes über die gesamte Länge des Trockners.

Die Anlage wurde nach GMP- und FDA-Richtlinien gefertigt und sichert einen hohen Hygienestandard. Damit ist der Einsatz des Trockners auch in Bereichen der pharmazeutischen Industrie möglich. Die Reinigung der gesamten Anlage wird durch ein integriertes CIP-Reinigungssystem (ca. 180 Düsen verschiedener Systeme) in kurzer Zeit durchgeführt.

Die Gesamtanlage umfaßt damit:

• den Spray-Belt-Trockner mit Produktzuführung inklusive Hochdruckpumpe und Flüssiggasdosierung,

• die Aufbereitung, Erhitzung, Zuführung und Konditionierung der Trocknungs- und Kühlluft,

• das komplette CIP-System,

• die Abluftreinigung, die als thermische Nachverbrennung ausgeführt ist, und

• das komplette Leitsystem zur Steuerung der Anlage und zur Erfassung von Produkt- und Anlagenparametern, inkl. Chargendatenverwaltung.

Der Spray-Belt-Trockner wurde mit verschiedenen Extrakten eingefahren. Mit einer Wasserverdampfung von über 200 kg/h werden stündlich zum Teil mehr als 300 kg getrocknete Pflanzenextrakte bereitgestellt.

Weitere Einsatzgebiete des Sprühbandtrockners SBS sind pump- und sprühbare Produkte mit einem hohen Fettanteil (bis mehr als 80%), Salze in wäßriger Lösung sowie Sirupe mit einem hohen DE-Wert. Auch stark hygroskopische und thermophile Produkte lassen sich mit dem Spray-Belt-System verarbeiten.

Weitere Informationen cav-245