Produktdesign disperser Stoffe: Industrielle Sprühtrocknung

Die in Sprühtürmen durchgeführte Zerstäubungstrocknung stellt das Standardverfahren zur Herstellung von Pulvern aus Flüssigkeiten (Lösungen, Suspensionen, Emulsionen) dar. Dieser an sich einfache Prozess bietet viele Parameter zur Optimierung. So werden in der Industrie auch bei etablierten Verfahren Leistungssteigerungen, Energieverbräuche, Produktqualitäten, Anlagensicherheit und Abluft regelmäßig diskutiert. Leistungssteigerungen lassen sich über den Einsatz von deutlich mehr Düsen, die entsprechend kleiner sind, erreichen. Die dann mögliche, erhöhte Menge an gesprühter Flüssigkeit pro m 3 Gas/h senkt den spezifischen Energieverbrauch. Das Partikeldesign (Form, Schüttgewicht, Rieselfähigkeit) wird über die stoffabhängige Strukturbildung während des Trocknungsvorganges bestimmt. In Abhängigkeit von den Stoffeigenschaften und vom Feststoffgehalt ist die getrocknete Partikel größer oder kleiner als der gesprühte Tropfen. Im Vergleich zu den Tropfengrößen weisen die am Turmkonus ausgetragenen Produkte infolge von Agglomerationen deutlich höhere Werte für die Partikeldurchmesser auf. Zum sicheren Betreiben des Zerstäubungsturms müssen Zündquellen vermieden werden. Viele organisch basierte Rezepturen erfordern das Arbeiten unter Stickstoff. Eine interessante Alternative stellt die Trocknung mit überhitztem Wasserdampf dar, weil kein Abgas entsteht und sich die Energie weitgehend zurückgewinnen lässt. Das übliche Scale‐up vom Labor über das Technikum in die Produktion ist nicht möglich. Die Vorgehensweise über die Auswahl der Düsen wird beschrieben.