Was ist ein Granulator?
Ein Granulator ist ein Gerät, das kleine Pulver, feine Partikel oder Flüssigkeiten zu leicht handhabbaren Kugeln oder Granulaten mittlerer Größe verfestigt.
Er wird auch Pelletierer genannt, weil er körnige Pellets herstellen kann. Für die Vermarktung und andere Zwecke ist die Granulierung oft vorteilhafter als das Rohpulver selbst. Aus diesem Grund werden sie häufig bei der Herstellung von Arzneimitteln, Lebensmitteln und anderen Produkten eingesetzt.
Je nach den physikalischen Eigenschaften, der Art und der Größe des Rohmaterials können Granulatoren gerührt oder extrudiert werden. Grundsätzlich ist für die Granulierung ein Bindemittel in Form einer Dispersion erforderlich.
Anwendungen von Granulatoren
Granulatoren werden häufig in der Pharma-, Lebensmittel- und Industrieindustrie sowie in anderen Bereichen eingesetzt, da sie feine Partikel zu gleichmäßig großen Kugeln oder Granulaten formen können.
1. Pharmazeutischer Sektor
Das Granulieren von Arzneimitteln in einen granulierten Zustand verbessert die Verabreichbarkeit, Löslichkeit und Stabilität. Granulatoren werden eingesetzt, um die Partikelgröße und -form von Arzneimitteln zu kontrollieren und Granulate herzustellen, die bestimmte Qualitätsstandards erfüllen.
2. Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelbranche wird die Granulierung eingesetzt, um die Pulverisierung zu verhindern, die schnelle Auflösung und die Haltbarkeit zu verbessern. Granulatoren werden auch in Waschmitteln eingesetzt, um die Löslichkeit in Wasser und Heißwasser zu verbessern und das Abwiegen zu erleichtern.
Sie werden auch bei der Herstellung von Trockenmitteln eingesetzt, um die Agglomeration zu verhindern und Feuchtigkeit zu vermeiden.
3. Industrielle Bereiche
In der Stahl- und Glasindustrie wird die Granulierung eingesetzt, um stabile Mischungen und einheitliche Reaktionsbedingungen zu gewährleisten. Granulatoren werden auch in der chemischen Industrie eingesetzt, um die Fließfähigkeit zu verbessern und Anhaftungen und Verunreinigungen zu verhindern. Sie werden auch bei der Herstellung von Granulaten für die Formgebung und Verarbeitung von Harzen eingesetzt.
4. Farbige Materialien
Der Vorteil der Granulierung besteht darin, dass das feine Pulver nicht als Produkt, sondern nach der Granulierung verkauft wird, was die Staubentwicklung usw. verringert und die Handhabung erleichtert.
Funktionsweise der Granulatoren
Wenn Rohstoffpartikel in einem Gas oder einer Flüssigkeit dispergiert sind, haftet die Flüssigkeit an der Oberfläche der Rohstoffpartikel, wenn diese mechanisch durch einen Rotor oder ähnliches gemischt werden. Die Flüssigkeit bewirkt eine Adhäsion zwischen den Partikeln und die Partikel beginnen zu agglomerieren.
Um diese Agglomeration zu fördern, werden mechanische Verfahren wie Mischen und Rühren auf das Pulver angewendet. Da der Effekt der Agglomeration eher in feuchten Umgebungen auftritt, wird die Granulation in Kombination mit Verfahren wie Befeuchtung, Belüftung und Trocknung durchgeführt.
Bei relativ spröden, plastischen Pulvern ist es schwierig, die gewünschte Partikelform zu erreichen, weshalb Granulationsverfahren wie Extrusion und Injektion eingesetzt werden. Es gibt zwei Hauptarten von Granulationsverfahren: Trockengranulation und Nassgranulation. Je nach Art, Größe und Eigenschaften des Pulvers sollte ein Granulator gewählt werden, der eines dieser Verfahren anwendet.
1. Trockengranulierung
Die Trockengranulation ist eine Granulationsmethode, bei der weder Wasser noch Bindemittel verwendet werden und die die Kohäsion des Materials erhöht. Ein Beispiel ist die Kompressionsgranulation, bei der das Pulver durch Walzen verdichtet wird. Bei der Nassgranulation wird das Material durch Erhitzen erweicht und dann unter Druck granuliert.
2. Nassgranulierung
Die Nassgranulation ist ein Granulationsverfahren, bei dem die Adhäsionskraft von Wasser und Bindemitteln genutzt wird. Es gibt zwei Arten der Granulation: die Walzgranulation, bei der die Partikel durch eine geringe Menge an Bindemittel auf der Oberfläche der Partikel granuliert werden, und die Extrusionsgranulation, bei der die Partikel als Inseln in einem Meer von Bindemittel verteilt, aus einer Formmaschine extrudiert und durch einen Granulator zu Partikeln geschnitten werden.
Arten von Granulatoren
Es gibt verschiedene Arten von Granulatoren, je nach Art der Granulierung.
1. Rührwerksgranulatoren
Rührwerksgranulatoren verwenden ein Rührwerk oder einen Mischer, um das Pulver und das Bindemittel gleichmäßig zu vermischen.
2. Extrusionsgranulatoren
Extrusionsgranulatoren fügen dem Pulver Bindemittel zu und mischen es mit Wasser oder anderen Stoffen, um es dann unter Druck durch eine Reihe von Löchern zu extrudieren.
3. Walzgranulatoren
Walzgranulatoren sind Granulatoren, bei denen das Pulver kontinuierlich in eine Trommel oder einen Behälter gefüllt und mit Wasser oder einem Klebstoff besprüht wird, um ein Granulat zu bilden.
4. Trockengranulatoren
Trockengranulatoren verdichten Pulver in Walzen zu Platten, die dann zu Granulat zerkleinert werden. Alternativ wird das Pulver unter hohem Druck zu Briketts (feste Masse) gepresst, die dann zu Granulat zerkleinert werden.
5. Schmelzgranulatoren
Schmelzgranulatoren erhitzen Rohstoffe, um sie zu schmelzen, die dann abgekühlt und verfestigt werden. Das Rohmaterial wird bis zum Schmelzen erhitzt und dann in geschmolzenem Zustand abgekühlt, um eine Granulatform zu bilden.