Coaten

Was ist Coating?

Das Coating (zu dt. ummanteln) von Partikeln wird angewendet, wenn Oberflächeneigenschaften von Rohprodukten zu ihrem Schutz modifiziert werden müssen.

Häufig stellt sich die Frage des Unterschieds zwischen Painting und Coating: Während der Prozess des Painting hauptsächlich dekorative Zwecke erfüllt, gewährleistet das Coating den aktiven Schutz vor äußeren, materialschädigenden Einflüssen.

In der Mischtechnik nutzt amixon® das Prinzip des Coatings, um Mischgüter vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit und Sauerstoff zu schützen. Zudem sind Veränderungen der sensorischen Eigenschaften des Mischguts durch die Zugabe von Fetten, Ölen oder Wachs möglich. Kurz gesagt: Coating-Prozesse ermöglichen die einfachere Kontrolle über die strukturellen Merkmale eines Endprodukts nach dem Mischprozess.

Wie funktionert das Coating-Verfahren?

Das Coating-Verfahren zur Pulververarbeitung basiert auf dem Prinzip der sogenannten Mechanofusion. Die Mechanofusion ist eine spezielle Art der Beanspruchung von Mischgütern mit hoher Energie. Durch überlagerte Verdichtungs- und Scherbeanspruchungen wird im Mischbehälter mechanische Energie zugeführt, die eine physikalisch-chemische Reaktion an den Grenzflächen des Mischguts auslöst und dieses mit einer oder mehreren Lagen nanoskaliger Teilchen ummantelt.

In der Mischtechnik folgt das Coating-Verfahren den folgenden drei Prozessschritten:

  • Die zur Ummantelung implementierten Feinstoffe haften zunächst an jenen Agglomeraten des Mischguts, die sich in unmittelbarer Nähe zu der zugeführten Injektionslösung befinden.
  • Durch Zufuhr eines Energieeintrags stoßen die bereits mit Feinstoffen ummantelten Partikel eines Agglomerats mit anderen, nicht ummantelten Partikeln des Mischguts zusammen und übertragen die Feinstoffe auf deren Oberfläche.
  • Durch die stetige Reibung zwischen den Partikeln werden die Feinstoffe allmählich auf der Oberfläche der Träger verteilt. Dies wiederrum führt zu einer Vergrößerung der ummantelten Oberflächen, einer leichteren Dispersion zwischen den Agglomeraten und ein vollumfassendes Ummanteln aller Partikel. Die Geschwindigkeit des Ummantelungsprozesses hängt stark von der zugeführten mechanischen Energie und somit von der Art des verwendeten Mischers ab.

Coating mit amixon® Industriemischern

Unsere Mischer gewährleisten einen Ummantelungsgrad von bis zu 100%. Für das Coating-Verfahren besonders geeignet ist der Vertikal-Zweiwellenmischer HM. In diesem hochpräzisen Mischer wird die Flüssigkeit durch High Shear Blades verteilt und das Mischgut mittels Querverströmung eines auf- und abwärts fließenden Produkts intensiv bearbeitet. Das Ergebnis sind homogene, gleichmäßig granulierte, staubfreie und perfekt ummantelte Mischgüter.

Anwendungsbereiche: Coating in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie

Ob Arzneimittel-Dragees oder Snackprodukte: Erst durch das Ummanteln von Partikeln erhalten viele Produkte ihre spezifischen Formen und Eigenschaften. So steigen mit einer wachsenden Vielfalt an Lebensmitteln auch die Ansprüche an das Coating. Typisch sind die Filmbildung auf Kernen sowie die Bildung von Partikeln, die u.a. in Snackprodukte mit Schoko-, Fett- oder Karamellhülle resultieren. Funktionales Lebensmittel Coating hingegen definiert sich durch die Behandlung von Pulvern und Kristallen in Form von Milchpulver, Salz und Zucker.

Zu ummantelnde Partikel in der Lebensmittelindustrie sind beispielsweise Pellets, Granulat oder Pulver. Primäres Ziel ist der Schutz vor äußeren Einflüssen, wie Sauerstoff oder Feuchtigkeit. Zusätzlich können aber auch Farbe und Geschmack beeinflusst werden. Im pharmazeutischen Bereich werden Überzüge zur Herstellung von Retard-Präparaten eingesetzt, deren Wirkungsprinzip auf der verlangsamten Freisetzung von Arzneistoffen beruht. Zusätzlich werden Arzneistoffe ummantelt, damit sie leichter einzunehmen und widerstandsfähiger gegen externe Einflüsse agieren. Ebenso wie Lebensmittel müssen Arzneiprodukte vor Sauerstoff und Feuchtigkeit geschützt werden. Hinzu kommt noch der notwendige Schutz vor Lichteinfall und mechanischen Einwirkungen bei Verpackung und Versand, die den Wirkungseffekt von Medikamenten nachhaltig schädigen können.

Um die Mischgüter der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zu ummanteln, werden agglomerierte Partikel u.a. mit Suspensionen, Emulsionen, Schmelze oder Fetten mittels Sprühdüsen behandelt. Der durch den Mischprozess entstehende Energieeintrag sorgt infolgedessen für eine Verdampfung der Flüssigkeit, für die Erstarrung der enthaltenen Feinstoffe auf der Partikeloberfläche des Mischguts sowie für die Verteilung auf die gesamte Charge im Mischbehälter.