Welche Vorteile bieten Hohlkugelmischer für empfindliche, fragile Agglomerate?
Hohlkugelmischer gehören zur Kategorie der Vertikalmischer. Diese sind speziell dafür ausgelegt, empfindliche oder fragile Agglomerate mit hoher Mischgüte zu homogenisieren, ohne deren Korngrößenverteilung und innere Struktur wesentlich zu beeinträchtigen. Dies beruht auf ihrer sphärischen Geometrie und einer scherarmen, gravitationsbasierten Mischkinematik.
Die Durchmischung erfolgt primär durch die Rotation des zentrisch installierten Mischwerkzeugs. Dadurch wird das Schüttgut durch Schwerkraft und dreidimensionale Umschichtung bewegt.
Trotz der geringen mechanischen Beanspruchung wird durch die dreidimensionale Bewegung des kugelförmigen Mischraums eine effiziente axiale, radiale und diagonale Umverteilung erreicht. Die Homogenisierung beruht auf sanftem Umschichten und Ineinanderfließen der Materialströme bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten.
Die geschlossene, kugelförmige Geometrie weist keine Ecken, Kanten oder Totzonen auf, was eine geometriebedingte Restentleerung und Produktschonung ermöglicht. In Kombination mit der Schwerkraft ermöglicht dies eine nahezu rückstandsfreie Entleerung, wie sie bei fließfähigen Produkten wie Wasser auftritt. Dies ist bei üblichen pulvrigen Produkten nicht der Fall.
Reinigungs- und GMP-Freundlichkeit: Glatte Innenflächen weisen in der Regel nur eine oder zwei Wellendurchführungen mit Dichtungen auf. Hohlkugelmischer lassen sich ähnlich gut reinigen wie Kegel- oder Zylindermischer.
Anpassbare Mischintensität und gute Skalierbarkeit: Über Drehzahl, Füllgrad und Mischzeit lässt sich der Energieeintrag in das Produkt gezielt einstellen. Dabei kann die Intensität so weit reduziert werden, dass lediglich ein sanftes Gleiten der Partikel erfolgt – ideal für besonders spröde Agglomerate. Gleichzeitig lassen sich diese Prozessparameter gut skalieren, sodass sich im Labor ermittelte, schonende Mischbedingungen reproduzierbar auf den Produktionsmaßstab übertragen lassen.
Insgesamt bieten Hohlkugelmischer somit eine technologisch geeignete Lösung für die Homogenisierung mechanisch empfindlicher Agglomerate, wenn Kornerhaltung, Produktreinheit und eine hohe, reproduzierbare Mischgüte im Vordergrund stehen – insbesondere, wenn das Hauptmischwerkzeug als Wendelmischwerkzeug ausgeführt ist. Meistens sind Hohlkugelmischer jedoch mit modifizierten Anker-Rührringen ausgestattet. Dann schieben sie die Pulvermassen vor sich her und verdichten die Pulver ungewollt.
Der SpherHelics® Hohlkugelmischer SH von amixon® ist die ideale Lösung für fragile Agglomerate
Geometrie gegen Partikelbruch
Durch seine Hohlkugelform vermeidet der SH konstruktiv jene Bereiche, in denen fragile Agglomerate beschädigt werden könnten. Es gibt keine Ecken, Kanten oder Quetschzonen. Das helixförmige Mischwerk erzeugt eine dreidimensionale Produktströmung mit kurzen Mischzeiten und geringem Energieeintrag. Mischraum und Mischwerk sind fugenfrei verschweißt und verschliffen. Zudem ist das Mischwerk nur oben gelagert und angetrieben.
Dies ermöglicht ein sanftes und schonendes Mischen.
Die Umfangsgeschwindigkeit ist im Bereich von etwa 0,8 bis 3,5 m/s einstellbar. In der Praxis werden SpherHelics®-Mischer meist niedertourig betrieben, sodass sprühgetrocknete Pulver, Wirbelschichtgranulate, Instant-Agglomerate und Coatings ihre Struktur behalten. Bei Bedarf kann derselbe Apparat mit zuschaltbarem Schneidrotor gezielt desagglomerierend arbeiten.
Der Produktaustrag ist restlos und entmischungsfrei. ComDisc®-Elemente bestreichen in der letzten Entleerungsphase den Boden, sodass auch die letzten Reste ausgetragen werden. Die totraumfreie DosiFlap®-Armatur ermöglicht eine direkte und staubarme Abfüllung. Die Baugrößen reichen von 100 bis 7.000 Liter Nutzinhalt. Der Mischraum ist für ATEX-Zone 20 ausgelegt und auf Wunsch EHEDG-, FDA- und 3-A-konform erhältlich. Programmierbare Waschlanzen für die Nassreinigung sind ebenfalls erhältlich.
Alternative für extrem schnelle Restlosentleerung
Wenn eine besonders schnelle Produktentleerung erforderlich ist, bietet sich der KoneSlid® KS als Ergänzung an. Er ist für Produkte aus Sprühtrocknung, Wirbelschicht- und Bandtrocknung ausgelegt, erreicht eine gute Mischgüte nach 20 bis 30 Umdrehungen und entleert sich in Sekunden, ohne Schüttkegel und ohne Entmischung. Welche Bauform die beste Kombination aus Bruchrate und Taktzeit bietet, klärt amixon® im Technikum mit Originalprodukt und dokumentierten Versuchsergebnissen.
Absicherung im amixon® Technikum
Vor einer Investition lässt sich die Eignung im amixon® Technikum absichern. Dort stehen 35 Testanlagen in unterschiedlichen Baugrößen bereit. Ergänzt werden diese durch Technika in Japan, Indien, Thailand, China, Südkorea und den USA. Die Versuche erfolgen mit Originalprodukt, realen Füllgraden und im vorgesehenen Temperatur- und Druckbereich. Bewertet werden die Mischqualität, die Produktschonung, der Energieeintrag, die Reinigbarkeit und die Reproduzierbarkeit. Die Ergebnisse werden gemeinsam mit den amixon® Experten ausgewertet und dokumentiert.
Hygienic Design als Grundlage
Alle genannten Eigenschaften basieren auf dem amixon® Hygienic Design. Mischraum und Mischwerk sind fugenfrei verschweißt und verschliffen. Das Mischwerk ist nur oben gelagert, sodass die kontaminationskritische untere Wellendurchführung entfällt. Große Clever-Cut®-Inspektionstüren mit OmgaSeal®-Dichtung ermöglichen einen guten Zugang zu den produktberührten Flächen. Totraumfreie Auslauforgane und integrierte Waschlanzen ermöglichen eine validierbare Trocken- und Nassreinigung nach EHEDG-, FDA- und 3-A-Vorgaben.