Welche Mischsysteme unterstützen Mischen + Granulieren + Trocknen in einer Anlage für Pflanzenschutzmittel?
Für Pflanzenschutzmittel gibt es mehrere Wege, Mischen, Granulieren und Trocknen eng zu koppeln. Ein echtes Ein Topf Verfahren ohne Produkttransfer ist vor allem mit Wirbelschicht Granulatoren möglich. Bei anderen Verfahren erfolgen Mischen, Granulieren und Trocknen zwar in einer integrierten Prozesslinie, aber in getrennten Apparaten oder aufeinanderfolgenden Prozessstufen.
Besonders relevant ist dies für wasserdispergierbare Granulate, auch WDG oder WG genannt. Diese Formulierungen bestehen typischerweise aus fein gemahlenem Wirkstoff, Netzmitteln, Dispergiermitteln, Bindemitteln und gegebenenfalls Füllstoffen. Das Granulat muss gut fließen, staubarm sein, lagerstabil bleiben und sich nach der Zugabe zu Wasser schnell und vollständig redispergieren. Für WDG sind unter anderem Wirbelschichtgranulation, Extrusion, Sprühgranulation, Tellergranulation, Mischagglomeration und Walzenkompaktierung etablierte Herstellwege.
Wirbelschicht Granulatoren verbinden Mischen, Sprühgranulation und Trocknung im selben Prozessraum. Das pulverförmige Produkt wird mit einem temperierten Luft oder Inertgasstrom fluidisiert. Anschließend wird eine Binder oder Wirkstofflösung auf das bewegte Partikelbett aufgesprüht. Die entstehenden Agglomerate trocknen gleichzeitig durch den Gasstrom. Das Verfahren eignet sich insbesondere für rieselfähige, gut fluidisierbare Pulver und für wasserdispergierbare Granulate mit guter Redispergierbarkeit. Die Prozessparameter Lufttemperatur, Luftmenge, Sprührate und Binderkonzentration bestimmen Korngröße, Restfeuchte, Festigkeit und Dispergierverhalten des Granulats.
Hochscher Mischer und Hochscher Granulatoren eignen sich für die intensive Vormischung und Nassagglomeration pulverförmiger Wirk und Hilfsstoffe. Binderlösung oder Wasser werden während des Mischens zugegeben, sodass ein feuchtes Granulat entsteht. Die eigentliche Trocknung findet jedoch häufig nicht im Hochscher Granulator selbst statt, sondern in einem nachgeschalteten Wirbelschichttrockner, Vakuumtrockner oder einer anderen geeigneten Trocknungsstufe. Hochscher Mischsysteme sind daher meist Teil einer integrierten Granulierlinie und nicht automatisch vollständige Ein Topf Systeme.
Pflugscharmischer, Intensivmischer und horizontal arbeitende Mischagglomeratoren können ebenfalls zur Vormischung und Nassgranulation eingesetzt werden. Sie sind besonders geeignet, wenn unterschiedliche Schüttdichten homogenisiert, Flüssigkeiten gleichmäßig eingemischt oder Agglomerate gezielt erzeugt werden sollen. Eine Vakuumausrüstung und Beheizung können eine Nachtrocknung oder bei geeigneten Rezepturen auch eine intensivere Kontakttrocknung ermöglichen. Für wasserdispergierbare Granulate wird jedoch häufig eine nachgeschaltete Trocknungsstufe gewählt, weil diese eine präzisere Einstellung von Restfeuchte und Korngrößenverteilung erlaubt.
Extrusionslinien sind eine wichtige Alternative, wenn dichte, mechanisch belastbare Granulate gefordert sind. Die Rohstoffe werden zunächst gemischt und mit Wasser oder Binderlösung befeuchtet. Anschließend wird die feuchte Masse extrudiert und die erzeugten Stränge oder Partikel werden getrocknet sowie gegebenenfalls klassiert. Extrusion bietet eine gute Kontrolle über die Form und Festigkeit des Granulats, benötigt aber üblicherweise separate Einheiten für Mischen, Extrudieren, Trocknen und Sieben.
Sprühgranulation und Sprühtrocknung sind vor allem für Formulierungen geeignet, die als Suspension oder Slurry verarbeitet werden können. Wirkstoff, Netzmittel, Dispergiermittel und weitere Rezepturbestandteile werden zunächst dispergiert und homogenisiert. Anschließend wird die Suspension versprüht und durch heiße Prozessluft getrocknet. Das Verfahren ermöglicht staubarme, gut fließende Granulate, kann jedoch geringere Schüttdichten erzeugen als Extrusionsverfahren.
Bei der Auswahl des Systems sind die gewünschte Granulatstruktur, Korngrößenverteilung, Schüttdichte, Abriebfestigkeit, Redispergierbarkeit, Restfeuchte und Thermostabilität des Wirkstoffs entscheidend. Ebenso wichtig sind Staubschutz, Containment, Explosionsschutz, Reinigbarkeit, der Umgang mit Prozessabluft sowie die Rückgewinnung und Behandlung von flüchtigen Bestandteilen.
Wenn ein möglichst kompakter Prozess mit Mischen, Binderauftrag, Granulatbildung und Trocknung in einem Arbeitsraum gefordert ist, sind Wirbelschicht Granulatoren häufig die erste Wahl. Wenn besonders dichte oder robuste Granulate benötigt werden, sind Misch Extrusions Trocknungs Linien oft besser geeignet. Hochscher Mischer und Pflugscharmischer eignen sich vor allem für die intensive Vormischung und Nassagglomeration; ihre Trocknungsfunktion muss abhängig von Produkt und Zielqualität individuell bewertet werden.
So unterstützen amixon® Anlagen die Formulierung von Pflanzenschutzmitteln
amixon® Vakuum-Mischtrockner und Mischreaktoren der Baureihen VMT und AMT sind nicht als klassische Aufbaugranulatoren ausgelegt. Ihr Schwerpunkt liegt auf dem exzellenten Mischen, dem gezielten Befeuchten zur Staubbindung, der schnellen Vakuum-Kontakttrocknung, der sehr guten Restlosentleerung und einer langlebigen, schonenden Prozessführung bei niedrigen Drehfrequenzen.
VMT und AMT eignen sich für Pulver, Suspensionen, feuchte Produkte, Pasten und Teige. In einem geschlossenen, druck- und vakuumdichten Apparat können Wirkstoffe und Formulierungskomponenten homogenisiert, mit kleinen Flüssigkeitsmengen benetzt, unter Vakuum getrocknet sowie bei Bedarf desagglomeriert werden. Die Apparate sind damit besonders für staubarme, sichere und reproduzierbare Formulierprozesse geeignet.
Befeuchten statt Aufbaugranulieren
Eine gezielte Flüssigkeitszugabe über Lanzen oder geeignete Düsen kann feine Staubanteile zuverlässig benetzen und binden. Bereits geringe Mengen einer passenden Flüssigkeit können Flüssigkeitsbrücken zwischen Partikeln bilden oder Feinstaub an größere Partikel anlagern. Voraussetzung dafür ist eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im gesamten Mischgut.
Dieser Vorgang ist jedoch von einer klassischen Aufbaugranulation zu unterscheiden. VMT und AMT sind nicht dafür vorgesehen, durch wiederholtes Aufsprühen von Binderlösung stabile, definierte Granulate mit gezielter Korngrößenverteilung aufzubauen. Für solche Aufgaben sind beispielsweise Wirbelschichtgranulatoren, Tellergranulatoren, Extrusionslinien oder speziell ausgelegte Hochscher Granulierprozesse die geeignetere Wahl.
Auch das Trocknen eines bereits aufgebauten, formstabilen Granulats mit dem Ziel, dessen Granulatstruktur vollständig zu erhalten, ist nicht der Hauptanwendungsfall von VMT und AMT. Insbesondere bei desagglomerierender Fahrweise oder beim Einsatz von Schneidrotoren können Agglomerate gezielt aufgelöst werden. Daraus kann ein feines, trockenes Pulver entstehen. Schneidrotoren dienen bei diesen Apparaten der Beschleunigung des Mischtrocknungsprozesses und der Desagglomeration, nicht der Erzeugung definierter Aufbaugranulate.
Große Wärmeübertragungsflächen
Die besondere Stärke der amixon® Vakuum-Mischtrockner liegt in der schnellen und gleichmäßigen Kontakttrocknung. Mischraum, Welle, Mischarme und Mischwerkzeug können temperiert ausgeführt werden. Damit steht eine große Wärmeübertragungsfläche zur Verfügung, über die Wärme in das Produkt eingebracht oder aus ihm abgeführt werden kann.
Das vertikale Mischwerk erzeugt eine kontinuierliche dreidimensionale Produktbewegung. Das Mischgut wird dabei fortlaufend über die temperierten Flächen geführt. Der Produktkontakt wird ständig erneuert, sodass Wärme und Feuchtigkeit gleichmäßig übertragen werden. Dies unterstützt kurze Trocknungszeiten und moderate Produkttemperaturen, auch bei wechselnden Produkteigenschaften vom feuchten Zwischenprodukt bis zum trockenen Endprodukt.
Unter Vakuum können Wasser und Lösungsmittel bei abgesenkter Produkttemperatur verdampfen. Abgezogene Dämpfe lassen sich kondensieren; bei lösungsmittelhaltigen Formulierungen ist dadurch eine Rückgewinnung möglich.
Mischen, Entleeren, Lebensdauer
VMT und AMT sind für hohe Mischgüten ausgelegt. Die vertikale Bauform und die langsam laufenden Mischwerkzeuge ermöglichen eine intensive, zugleich produktschonenende Umwälzung. Unterschiedliche Schüttdichten, Feuchtegehalte und Komponentenanteile können homogenisiert werden, ohne dass hohe Umfangsgeschwindigkeiten grundsätzlich erforderlich sind.
Die geringe Drehfrequenz reduziert mechanische Belastungen des Mischguts und begrenzt Verschleiß an Werkzeugen und Apparatewand. Die vertikale Konstruktion unterstützt zudem eine robuste und langlebige Maschinenbauweise.
Ein weiterer Vorteil ist die gute bis nahezu restlose Entleerung rieselfähiger Produkte. Insbesondere der konische Boden des AMT fördert den Produktaustrag und reduziert Restmengen im Apparat. Das senkt Produktverluste, vereinfacht Produktwechsel und unterstützt die Reinigung zwischen Chargen.
Richtige Einordnung
Für Pflanzenschutzmittel sind amixon® VMT und AMT besonders geeignet, wenn Wirkstoffe und Hilfsstoffe präzise gemischt, Staubanteile gezielt gebunden, feuchte Produkte schnell vakuumgetrocknet und anschließend möglichst vollständig ausgetragen werden sollen.