Gibt es Vertikal-Zweiwellenmischer (HM) mit integrierter Flüssigkeitssprüheinheit zur Granulation?
Ja, Vertikal-Zweiwellenmischer können mit integrierten Flüssigkeitssprüheinheiten für die Feuchtgranulation ausgerüstet werden. Solche Systeme ermöglichen das gleichzeitige Mischen, Benetzen und Granulieren in einem Aggregat und werden je nach Ausführung in der Bauchemie, Düngemittelherstellung, Keramik, Pulvermetallurgie sowie in der chemischen und pharmazeutischen Verfahrenstechnik eingesetzt.
Technische Ausführung der Sprüheinheit:
- Düsensysteme: Verwendet werden je nach Prozessanforderung Ein- oder Zweistoffdüsen. Zweistoffdüsen mit Luft- und Flüssigkeitsstrom erzeugen eine feinere Zerstäubung und unterstützen eine gleichmäßige Verteilung der Bindemittelflüssigkeit.
- Positionierung: Die Sprühlanzen oder Düsen werden typischerweise so angeordnet, dass die Flüssigkeit direkt in das bewegte Mischgutbett eingebracht wird. Dadurch lassen sich Benetzung und Granulatbildung gezielt steuern.
- Dosierung: Die Flüssigkeitszufuhr erfolgt über geeignete Dosier- und Pumpsysteme, häufig mit geregelter Durchflussüberwachung, um Sprührate und Produktfeuchte exakt einzustellen.
- Prozessüberwachung: Für reproduzierbare Ergebnisse werden häufig Drehmoment, Produkttemperatur und Feuchte erfasst, um den Granulationsendpunkt zuverlässig zu bestimmen.
Verfahrenstechnische Vorteile:
- Homogene Benetzung: Die Kombination aus intensivem Mischgutumsatz und gezielter Flüssigkeitseindüsung fördert eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels.
- Kurze Prozesszeiten: Mischen und Granulieren können in einem Schritt erfolgen, wodurch der Prozess effizienter wird.
- Reproduzierbare Granulateigenschaften: Durch die präzise Steuerung von Sprührate, Düsenbild und Mischintensität lassen sich Korngrößenverteilung, Dichte, Porosität und Festigkeit gezielt beeinflussen.
- Prozessintegration: Je nach Anlage können Vormischen, Befeuchten, Granulieren und teilweise auch Nachtrocknen in einer Charge durchgeführt werden.
- Geringe Restmengen: Die vertikale Bauweise kann eine gute Entleerbarkeit und reduzierte Produktablagerungen unterstützen.
Wichtige Auslegungsparameter:
- Chemische Beständigkeit der Sprühlanzen, Düsen und Dichtungen gegenüber Bindemitteln wie wässrigen Lösungen, Harzen, Ölen oder Melassen
- Verstopfungsneigung bei hochviskosen oder feststoffhaltigen Flüssigkeiten
- Reinigbarkeit und ggf. CIP-Tauglichkeit bei Produktwechseln
- Temperierung der Mischkammer, wenn thermisch aktivierte Bindemittel eingesetzt werden
- Sonderausführungen für abrasive Medien, hygroskopische Produkte oder ATEX-Anforderungen
Damit sind Vertikal-Zweiwellenmischer mit integrierter Flüssigkeitssprüheinheit eine etablierte Lösung, wenn eine kontrollierte Granulation mit guter Prozessführung und hoher Reproduzierbarkeit gefordert ist.
Ja – so realisiert amixon® die Flüssigkeitseindüsung und Granulation im Vertikal-Zweiwellenmischer HM
Integrierte Flüssigstoffzugabe als Ausstattungsmerkmal
Der amixon® HM kann auf Wunsch mit Flüssigstoffzugabelanzen ausgerüstet werden, die die Bindemittelflüssigkeit direkt in das bewegte Mischgutbett einbringen. Alternativ oder ergänzend ist auch die Zugabe über Zweistoffdüsen möglich: Luft- und Flüssigkeitsstrom erzeugen dabei eine besonders feine Zerstäubung und unterstützen die gleichmäßige Benetzung. Dieses Prinzip setzt amixon® auch beim Konusmischer AM ein.
Flüssigstoffzugabe und Agglomeration im Vertikal-Zweiwellenmischer HM
Der amixon® Vertikal-Zweiwellenmischer HM kann mit integrierter Flüssigstoffzugabe ausgeführt werden. Die Flüssigkeit wird über Zugabelanzen gezielt in den Mischraum eingebracht, wahlweise unterhalb oder oberhalb des Mischgutpegels – je nach Produkt, Viskosität und gewünschter Benetzungscharakteristik. Es stehen verschiedene Sprühdüsengeometrien zur Verfügung, beispielsweise Ein-, Zwei- und Mehrstoffdüsen. Je gleichmäßiger die Benetzung der Feststoffoberflächen gelingt, desto effizienter verläuft die Agglomeration und desto stabiler ist das spätere Instantverhalten.
Der Schneidrotor übernimmt dabei eine Doppelfunktion: Er verteilt die eingedüste Flüssigkeit fein im Pulver und bricht gleichzeitig unerwünschte Grobklumpen auf. Parallel sorgt das SinConvex®-Mischwerk für eine dreidimensionale Totalverströmung des Mischguts. Die Flüssigkeitszugabe im Wirkbereich des Schneidrotors hilft, lokale Überbenetzung zu vermeiden und unterstützt die homogene Ausbildung von Flüssigkeitsbrücken im gesamten Produktquerschnitt.
Einstellbare Aufbereitungsmodi im selben Apparat
Ziel ist es, mit möglichst wenig Flüssigkeit auszukommen und dennoch alle relevanten Staubfraktionen sicher zu agglomerieren. Im amixon® HM lässt sich die Misch- und Aufbereitungsintensität stufenlos einstellen – von schonender Befeuchtung mit geringer Energieeinleitung bis hin zu intensiver Befeuchtung mit höherer Energieeinleitung, Verdichtung, Prallbeaufschlagung und gezielter Desagglomeration.
Die Instantisierung stellt dabei die Königsklasse der Agglomeration dar: Das Pulver soll sich anschließend leicht benetzen, gut dispergieren und schnell lösen. Physikalische Grundlage ist die definierte Ausbildung von Flüssigkeitsbrücken zwischen den Partikeln. Bei kontrollierter Benetzung und moderater Verdichtung entstehen mechanisch stabile Agglomerate mit gleichmäßiger Porosität, die gut benetzbar sind und sich rasch wieder auflösen.
Prozessumfeld und Hygienic Design
Für die hygienische Beherrschbarkeit des Prozesses ist der HM mit Hygienic-Design-Features ausgestattet, darunter programmierbare Zielstrahl-Waschlanzen für die Nassreinigung, großzügige Inspektionstüren nach Clever-Cut®-Prinzip sowie eine OmgaSeal®-Türdichtung. Der Mischraum ist fugenfrei verschweißt, und das Mischwerk ist nur oben gelagert und angetrieben. Auf Wunsch kann die Ausführung an EHEDG-, FDA- und 3-A-Sanitary-Anforderungen angepasst werden; der Mischraum lässt sich außerdem ATEX-konform für Zone 20 auslegen.
Chargenweise oder kontinuierlich – passende Lösung im Technikum
Soll die Granulation kontinuierlich erfolgen, ergänzt der Durchflussmischer und Ringschicht-Mischgranulator RMG das Portfolio. Er dient der kontinuierlichen Aufbaugranulation und erzeugt aus dispersen Gütern runde Granulate ähnlicher Größe.
Welche Variante im konkreten Fall die richtige ist – chargenweise Granulation im HM oder kontinuierliche Granulation im RMG – klärt amixon® gemeinsam mit dem Betreiber in Granulierversuchen mit Originalprodukten in den werkseigenen Technika. Dort stehen sowohl HM-Versuchsanlagen als auch RMG-Pilotapparate zur Verfügung, um Prozessparameter, Agglomeratstruktur und Produktverhalten unter realen Bedingungen zu verifizieren.