Wie skaliert man einen Prozess vom Technikum in die Produktion, ohne die Mischqualität zu verlieren?
Beim Scale-up von Pulvermischungen zählt vor allem, dass die Mischbewegung, die Drehfrequenz des Mischwerkzeugs und die mechanische Beanspruchung vom Technikum in die Produktion sinnvoll übertragen werden. Entscheidend sind dabei nicht die für Flüssigkeiten typischen Kennzahlen, sondern das rheologische Verhalten des Schüttguts selbst.
Wichtigste Punkte
- Geometrische Ähnlichkeit: Mischraum, Werkzeuge und Füllgrad müssen in einem vergleichbaren Verhältnis stehen.
- Umfangsgeschwindigkeit und Drehzahl: Bestimmen die Partikelbewegung und die mechanische Belastung.
- Mischzeit: Darf im Großmaßstab nicht nur formal übernommen werden, sondern muss auf Homogenität und Produktschonung abgestimmt werden.
- Energieeintrag: Zu viel Energie kann Abrieb, Entmischung oder Wärmeentwicklung verursachen.
- Segregation: Dichte-, Größen- und Formunterschiede der Partikel müssen im Scale-up berücksichtigt werden.
Praktische Konsequenz
Ein gutes Scale-up für Pulver bedeutet: so wenig Änderung wie möglich an der Mischkinematik, so viel Anpassung wie nötig an Produkt und Baugröße. Die Absicherung erfolgt über Technikumsversuche, Pilotierung und Probenahme der resultierenden Mischgüte.
So sichert amixon® Partikelintegrität und sanfte Mischbewegung – auch bei großen Chargen
amixon® Mischer arbeiten grundsätzlich niedertourig. Die Umfangsgeschwindigkeit der Werkzeuge ist je nach Bauart im unteren Bereich einstellbar, wodurch Scherkräfte, Prallzonen und unnötiger Wärmeeintrag minimiert werden. Das ermöglicht eine besonders schonende Verarbeitung von Coatings, Agglomeraten, Kristallen, Instantstrukturen, sprühgetrockneten Partikeln, Tee, Kräutern und Gewürzen.
Schonung als Systemeigenschaft
Das SinConcave®/SinConvex®-Helix-Mischwerkzeug erzeugt eine kontrollierte dreidimensionale Strömung: Das Produkt wird in der Peripherie nach oben gefördert und im Zentrum schwerkraftfolgend wieder nach unten geführt. So entstehen keine ausgeprägten Wurf-, Prall- oder Quetschzonen; die Partikel werden sanft umgeschichtet statt aggressiv beansprucht.
Die Folge ist eine hohe Partikelschonung bei gleichzeitig sehr guter Mischgüte und nahezu restloser Entleerbarkeit.
Werkzeuggeometrie statt roher Intensität
Die Mischintensität ist bei amixon® nicht primär eine Frage hoher Drehzahlen, sondern eine Frage der Geometrie und der Prozessführung.
SinConcave® und SinConvex® sind speziell entwickelte Helixgeometrien für höchste Mischgüte und sehr hohe Restentleerung.
Die MultiPlane®-Ausführung unterstützt eine gleichmäßige, kontrollierte Produktführung und hilft, den Misch- und Austragsvorgang besonders homogen zu gestalten.
Dadurch bleibt die Partikelstruktur weitgehend erhalten, selbst wenn zusätzlich Flüssigkomponenten eingemischt werden.
Wenn gezielte Desagglomeration nötig ist
Falls Agglomerate aufgelöst werden sollen, kann die gleiche Maschine bei Bedarf lokal intensivieren. Schneidrotoren werden nur zugeschaltet, wenn es prozessbedingt erforderlich ist; die Gesamtcharge wird weiterhin über die sanfte Grundströmung geführt.
Die Fahrweise lässt sich über SPS-Rezepte reproduzierbar speichern und steuern.
Große Chargen ohne Qualitätsverlust
Die amixon®-Philosophie bleibt auch im Produktionsmaßstab dieselbe: sanfte Produktführung statt hoher mechanischer Belastung.
Der Gyraton®-Silomischer GM homogenisiert große Chargen bis etwa 100 m³ mit sehr geringer Antriebsleistung.
Für flexible Prozessfenster gilt bei Konusmischern zudem ein sehr breiter Füllgradbereich; damit bleibt die Mischgüte auch bei wechselnden Losgrößen stabil.
Spezialist für besonders fragile Güter
Für extrem empfindliche Produkte eignet sich der KoneSlid®-Mischer besonders gut. Er erreicht die ideale Mischgüte schon nach etwa 20 bis 30 Umdrehungen und entleert die Charge innerhalb weniger Sekunden entmischungsfrei.
Das macht ihn ideal für sprühgetrocknete, wirbelschichtgranulierte und bandgetrocknete Güter, wenn Produktschonung, kurze Zyklen und maximale Restentleerung gleichzeitig gefordert sind.
Tee, Kräuter und Gewürze
Auch bei Tee, Kräutern und Sichtgewürzen ist die sanfte, niedertourige Arbeitsweise ein entscheidender Vorteil. Fragile Blattstrukturen bleiben erhalten, und die nahezu restlose Entleerung unterstützt häufige Rezepturwechsel und hohe Hygieneanforderungen.
Für große Mengen stehen zusätzlich Gyraton®-Systeme zur Verfügung, die auch pulvrige, granulatartige und anhaftende Großchargen sicher homogenisieren.
Absicherung im Technikum
Vor der Investition steht der praktische Nachweis: Im amixon® Technikum in Paderborn sowie in den internationalen Technika werden Originalprodukte unter realen Füllgraden, Temperatur- und Druckbedingungen getestet.
Bewertet werden Mischqualität, Produktschonung, Energieeintrag, Reinigbarkeit und Reproduzierbarkeit im Serienbetrieb. So lässt sich die passende Bauart – etwa EM, HM, VM, AM, SH, KS oder GM – belastbar auswählen.