Durch den Einsatz von Elektrostatik sind Trocknungstemperaturen von bis zu 30 °C möglich.

Bild: Fluid Air

Elektrostatische Sprühtrocknung Kalt trocknen zur Pulverherstellung

05.11.2020

Schonendes Trocknen bei Temperaturen bis zu 30 °C? Die Elektrostatische Sprühtrocknung macht es möglich. Das Verfahren wird in unterschiedlichen Branchen zur Herstellung von Pulvern verwendet.

Als ein seit mehreren Jahrzehnten bekanntes Trocknungsverfahren wird die Sprühtrocknung in unterschiedlichen Branchen zur Herstellung von Pulvern eingesetzt. Anwendungen sind beispielsweise die Trocknung von Milchpulver, Enzymen, Proteinen, Vitaminen oder pharmazeutischen Wirkstoffen.

Bei thermisch sensitiven Produkten kommt es bei Trocknung unter anderem auf die Trocknungstemperatur an. Im industriellen Maßstab ist die Sprühtrocknung auf hohe Trocknungstemperaturen limitiert. Hierfür kann das von Fluid Air, eine Tochter von Spraying Systems, entwickelte PolarDry-System eine gute Alternative bieten. Durch den Einsatz von Elektrostatik als Kernelement dieser innovativen Technologie werden Trocknungstemperaturen von bis zu 30 °C möglich gemacht.

Verschiedene Polaritäten

Hinter der PolarDry-Technologie verbirgt sich das Zunutzemachen unterschiedlicher Polaritäten bei der Trocknung von Suspensionen. Durch die elektrostatische Aufladung der Suspension vor dem Versprühen in den Sprühturm werden unterschiedliche Komponenten unterschiedlich aufgeladen. Komponenten mit einer hohen Polarität (Lösungsmittel) werden stark, Komponenten mit einer niedrigen Polarität schwach aufgeladen.

Dabei drängen die stark aufgeladenen Moleküle an den äußeren Rand des Partikels. Dies führt zu einer vereinfachten Aufnahme der Feuchtigkeit durch das Trocknungsgas, wodurch letztendlich geringe Trocknungstemperaturen erzielt werden.

Im PolarDry-System wird ausschließlich Stickstoff als Trocknungsgas verwendet. Durch seine inerten Eigenschaften werden zum einen jegliche Explosion im Sprühturm, zum anderen Oxidation am Produkt vermieden. Dies führt zu einer geringeren Produktdenaturierung und einem höheren Erhalt an thermisch sensitiven Komponenten.

Partikeleigenschaften

Des Weiteren können durch das PolarDry-System Partikelmorphologie und Partikelgrößen modifiziert beziehungsweise verändert werden. Dies erfolgt ebenfalls durch den Einsatz der elektrostatischen Aufladung. Mittels intermittierender elektrostatischer Aufladung können Feinanteile reduziert und Partikelgrößen entsprechend beeinflusst werden.

Partikelgrößen reichen von wenigen bis hin zu 400 µm. Üblicherweise stellt das PolarDry-System Pulver mit einer Partikelgröße im Bereich von 70 bis 120 µm her. Aus diesem Grund wird auf ein Agglomerationsschritt mittels internen oder externen Fließbetts nach der Trocknung in der Regel verzichtet. Aufgrund der verschiedenen Möglichkeiten, Pulvereigenschaften zu kontrollieren, kann die Dispergierung von Pulvern in Flüssigkeiten und die Fließfähigkeit verbessert werden.

Die elektrostatische Sprühtrocknung wird für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Darunter zählt die Trocknung von anaeroben Bakterien, Schutzkulturen, Probiotika, Agrochemikalien, Spezialmilchpulver wie Colostrum oder Lactoferrin und Vitaminen. Darüber hinaus ergeben sich mit dem PolarDry-System auch Anwendungen für die Mikroverkapselung von sensitiven Komponenten. Hierfür werden neben der Verkapselung von APIs und natürlichen Extrakten oft Omega-3-reiche Öle wie DHA-Öl oder Algenöl eingesetzt.

Die PolarDry-Systeme sind erhältlich von Laboranlagen bis hin zu Produktionsanlagen. Die Kapazitäten der Verdampfungsraten reichen von 100 g/h bis hin zu 200 kg/h.

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