Vývoj a aplikácia Hywell Continuous Static Fluid Bed Granulation Line

1. Pozadie technológie mokrej granulácie

Mokrá granulácia je jednou z najvyspelejších a najpoužívanejších technológií pri spracovaní práškov. Už dlho hrá kľúčovú úlohu v odvetviach, ako sú farmaceutický, potravinársky, chemický priemysel, nové materiály, granule tradičnej čínskej medicíny a funkčné prísady. Pridaním vhodného spojiva do práškov a vytváraním granúl pri mechanickom pôsobení a prúdení vzduchu mokrá granulácia efektívne rieši bežné problémy práškov, ako je zlá tekutosť, tvorba prachu, segregácia a nestabilné dávkovanie.

Medzi rôznymi technológiami mokrej granulácie, vertikálny granulátor s fluidným lôžkom (typ FL) sa stal najbežnejšie používaným riešením vďaka svojmu vyspelému procesu, rozsiahlym aplikačným skúsenostiam a vysokej akceptácii na trhu. Toto zariadenie integruje miešanie, granuláciu a sušenie v jednej jednotke a je vysoko flexibilné, vďaka čomu je vhodné pre výrobu viacerých produktov a výrobu v malom až strednom meradle. Preto bol široko prijatý vo farmaceutickom a jemnom chemickom priemysle.

Avšak so zvyšujúcim sa dopytom po vyššej kapacite, nepretržitej výrobe, uzavretej prevádzke, kontrole prachu a automatizácii sa postupne stávajú zjavné prirodzené obmedzenia tradičných granulátorov s vertikálnym fluidným lôžkom.

2. Obmedzenia konvenčných vertikálnych granulátorov s fluidným lôžkom

Vertikálny granulátor s fluidným lôžkom je v podstate systém dávkového typu a tento výrobný režim inherentne obmedzuje jeho škálovateľnosť a výkon. Medzi hlavné nevýhody patrí:

2.1 Dávková prevádzka s obmedzenou kapacitou

Každá dávka musí prejsť podávaním, miešaním, striekaním, granuláciou, sušením a vybíjaním. Časté nakladanie a vykladanie prerušuje efektívny prevádzkový čas, čo vedie k obmedzenému výkonu za hodinu.

2.2 Obmedzené zväčšenie

Keď sa objem nádoby zväčšuje, je stále ťažšie udržiavať rovnomernú fluidizáciu, distribúciu prúdu vzduchu a homogenitu spreja. Veľmi veľké vsádzkové granulátory s fluidným lôžkom často trpia nerovnomernou granuláciou, aglomeráciou a zníženou účinnosťou sušenia.

2.3 Zlá kontinuita procesu

Spojenie s následnými procesmi, ako je preosievanie, mletie a balenie, sa často spolieha na ručnú alebo poloautomatickú manipuláciu, čo sťažuje vytvorenie skutočne kontinuálnej výrobnej linky.

2.4 Obmedzený priestor

Aj keď samotný granulátor môže byť uzavretý, stále môže dochádzať k úniku prachu počas vypúšťania, preosievania a návratu jemných častíc, čo predstavuje výzvu pre ochranu životného prostredia a súlad s ATEX.

Za týchto podmienok sa technológia kontinuálnej mokrej granulácie stala nevyhnutným smerom vývoja v tomto odvetví.

3. Technická koncepcia kontinuálneho statického fluidného granulátora Hywell

Na prekonanie obmedzení kapacity a kontinuity tradičných dávkových granulátorov s fluidným lôžkom, Hywell vyvinul kontinuálne granulačné riešenie s fluidným lôžkom – tzv Kontinuálny statický granulátor s fluidným lôžkom.

Tento systém je stále založený na osvedčenom princípe granulácie vo fluidnom lôžku, avšak so systematickými inováciami v konštrukčnom dizajne, organizácii toku materiálu a integrácii systému. Umožňuje:

Nepretržité kŕmenie

Nepretržitá granulácia

Priebežné sušenie

Nepretržité preosievanie a recyklácia materiálu

Plne uzavretá prevádzka

Zásadne tak odstraňuje produkčné úzke miesto pri dávkovej granulácii.

4. Pracovný princíp kontinuálneho statického fluidného granulátora

Kontinuálny statický granulátor s fluidným lôžkom Hywell využíva štruktúru statického fluidného lôžka bez vysokorýchlostných rotujúcich mechanických komponentov. Precízne navrhnutý systém rozvodu horúceho vzduchu zaisťuje stabilnú a rovnomernú fluidizáciu materiálu vo vnútri granulačnej komory.

Pracovný proces je nasledovný:

4.1 Nepretržité kŕmenie a fluidizácia

Práškové materiály sa kontinuálne privádzajú do spodnej časti granulačnej komory cez dávkovacie zariadenie. Pôsobením horúceho vzduchu prášok rýchlo vytvára stabilný fluidný stav, ktorý poskytuje ideálny základ pre granuláciu.

4.2 Striekanie spojiva pomocou viacerých trysiek

Vo vhodných polohách v komore je usporiadaných viacero rozprašovacích dýz na atomizáciu a rozprašovanie spojiva do fluidizovaného prášku. Spojivo spôsobuje postupné zhlukovanie jemných častíc a tvorbu granúl.

4.3 Súčasné sušenie počas granulácie

Pri zachovaní fluidizácie horúci vzduch nepretržite odparuje vlhkosť z materiálu. Tvorba granúl a sušenie prebieha súčasne, čím sa predchádza premoknutiu a zrúteniu lôžka.

4.4 Nepretržité vybíjanie

Granulovaný a vysušený materiál je kontinuálne vypúšťaný cez rotačný ventil, ktorý zabezpečuje utesnenie systému a stabilný prenos materiálu.

5. Následné spracovanie a návrh systému uzavretej slučky

Výhody kontinuálnej granulácie sa neprejavujú len v samotnom granulátore, ale aj v integrovanom dizajne celej výrobnej linky.

5.1 Online triedenie

Vypúšťané granule priamo vstupujú do štvorcového vibračného sita na klasifikáciu veľkosti, čím sa zabezpečuje stabilná a kontrolovaná distribúcia veľkosti častíc.

5.2 Mletie a recyklácia nadrozmerných granúl

Častice nadmernej veľkosti sa automaticky dopravia do suchého granulátora alebo mlyna na zmenšenie veľkosti a potom sa vrátia do sitovacieho systému, čím sa minimalizujú straty materiálu.

5.3 Recyklácia jemných častíc na sekundárnu granuláciu

Jemný prášok je dopravovaný úplne uzavretým spôsobom vákuovým dopravným systémom späť do vstupu granulátora na sekundárnu granuláciu, čím sa výrazne zlepšuje výťažok produktu.

5.4 Priamy prenos kvalifikovaných granúl

Granuly spĺňajúce špecifikáciu veľkosti sú priamo dopravované vákuom do baliaceho stroja alebo mixéra, čo umožňuje skutočne kontinuálny proces.

Celá linka funguje ako plne uzavretý systém s uzavretou slučkou , bez otvorených manipulačných bodov a bez emisií prachu.

6. Kľúčové výhody linky na kontinuálnu granuláciu s fluidným lôžkom

V porovnaní s konvenčnými dávkovými granulátormi s fluidným lôžkom FL ponúka kontinuálny systém granulácie so statickým fluidným lôžkom Hywell významné výhody:

6.1 Vysoká kapacita a jednoduché zväčšenie

Kapacita sa môže zvýšiť predĺžením dĺžky lôžka a zvýšením objemu vzduchu a rozprašovacích trysiek bez obmedzenia veľkosti dávky.

6.2 Skutočná nepretržitá prevádzka

Vhodné pre 24/7 priemyselnú výrobu, najmä pre strednú až veľkú výrobu.

6.3 Vysoká úroveň automatizácie

Jednoduchá integrácia so systémami PLC alebo DCS, čo výrazne znižuje manuálne zásahy.

6.4 Vynikajúca konzistencia produktu

Stabilné nepretržité prevádzkové podmienky zabezpečujú rovnomerné rozloženie veľkosti častíc a obsah vlhkosti.

6.5 Lepšia zhoda s environmentálnymi požiadavkami a požiadavkami ATEX

Účinne znižuje riziko výbuchu prachu a zvyšuje bezpečnosť pri práci.

7. Vyhliadky na uplatnenie

Kontinuálne statické granulačné linky s fluidným lôžkom Hywell sú široko použiteľné pre:

Farmaceutické granule a granule TCM

Instantné jedlá a koreniace granule

Chemické prísady a detergentné granule

Funkčné granule pre nové materiály

Keďže priemyselné odvetvia pokračujú v postupe smerom k kontinuálnej, automatizovanej a plne uzavretej výrobe , očakáva sa, že technológia kontinuálnej granulácie vo fluidnom lôžku postupne nahradí tradičné dávkové granulačné systémy a v budúcnosti sa stane hlavným riešením pre mokrú granuláciu.