Mikrokugeln durch Mikrovertropfung – HiDrip®-Technologie

Mikrokugeln aus Flüssigkeiten und Schmelzen durch Mikrovertropfung

HiDrip® ist unsere leistungsstarke Technologie zur Mikrovertropfung von Flüssigkeiten und Schmelzen mit nachfolgender Aushärtung zu festen Mikrokugeln in enger Größenverteilung aus einer Vielzahl an Ausgangsflüssigkeiten. Die Herstellung und industrielle Massenproduktion der Mikrokugeln kann mit dem jeweils optimal konzipierten HiDrip®-Düsenkopf in den von Inducap® ausgeführten Laboranlagen und industriellen Prozessanlagen erfolgen.

	HiDrip® -Technologie:   Beschreibung   Bauformen   Vorteile   Einsatzbereiche Prozessanlagen, Versuchs- und Laboranlagen:   HiDrip®- COOLING       Prozessanlage – Mikrokugeln aus Schmelzen bis + 200 °C   HiDrip®- REACT       Prozessanlage – Mikrokugeln aus reaktiven Flüssigkeiten   HiDrip®- SHELL       Prozessanlage – Mikrokugeln als Mehrschichtsysteme   HiDrip®- LAB       Laboranlage – Tropfengenerator   HiDrip®- DUO       Laboranlage – Tropfenkollisionen

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Beschreibung der HiDrip®-Technologie Die Hauptkomponente der von Inducap® entwickelten HiDrip®-Technologie bildet der HiDrip®-Düsenkopf mit einer unterhalb befestigten Düsenblende mit Austrittsöffnungen. Die Flüssigkeit wird unter Überdruck in den HiDrip®-Düsenkopf gefördert. Der Volumenstrom der aus den Öffnungen der Düsenblende austretenden Flüssigkeit wird mit Hilfe einer im Inneren des HiDrip®-Düsenkopfes rotierenden Lochplatte mit Abdichtwirkung je nach Ausführung (Bauform) und Einstellung mit bis zu 12.000 Hz in wechselnder Folge unterbrochen und wieder freigegeben. Als Folge der hochfrequenten, wechselnden Unterbrechung mit nachfolgender Freigabe tritt die Flüssigkeit aus den Öffnungen der Düsenblende als pulsierende, separate Tropfen in nahezu monodisperser Tropfengrößenverteilung entsprechend der vorgewählten Frequenz aus. Die sphärischen Tropfen (Mikrotropfen) können anschließend durch Kühlung oder chemische Reaktion verfestigt werden und liegen in enger Partikelgrößenverteilung in Form von festen Mikrokugeln oder auf Wunsch auch in Form von festen Mikrolinsen als Endprodukt vor. Abb.:  HiDrip®-Düsenkopf mit einer Austrittsöffnung, Tropfenbildung im Betriebspunkt des HiDrip®-LAB Tropfengenerators © 2007 -   Inducap GmbH In Abhängigkeit von der Ausgangsflüssigkeit können zur nachfolgenden Verfestigung der einheitlichen Tropfen zu beispielsweise Mikrokugeln Kühlluft, Stickstoff (flüssig oder gasförmig), Kohlendioxid, Kühlwasser, gekühltes Öl, Reaktionsflüssigkeiten oder UV-Strahlen in unseren verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt werden. Die Kühlung mit Luft erfolgt in den Inducap®-Vertropfungstürmen nach dem HiDrip®-COOL Verfahren. Die Verfestigung mit Hilfe von Kühlwasser oder mit chemischer Reaktionsflüssigkeit wird über das HiDrip®-REACT Verfahren sowie unter Vorverfestigung oder Coating im Sprühnebel mit Hilfe der HiDrip®-SHELL Verfahrenstechnik realisiert. Das Umrüsten, beispielsweise einer konventionellen Sprühgranulierung und Sprühtrocknung oder einer Unterwassergranulierung auf die neuartige HiDrip®-Technologie ist ebenfalls möglich.

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Bauformen der HiDrip®-Vertropfungsköpfe Die HiDrip®-Düsenköpfe werden von uns in Abhängigkeit von den Einsatzbereichen in unterschiedlichen Bauformen und Leistungsgrößen angeboten. Der Antrieb der hochfrequenten Vertropfungsmechanik erfogt beispielsweise über Servomotoren. Die Temperierung (+4 °C bis +200 °C) der HiDrip®-Düsenköpfe kann wahlweise über einen Doppelmantel mit separaten Anschlüssen für Kühlwasser, Wärmeträgeröl oder Dampf oder mit Hilfe einer elektrischen Beheizung erfolgen. Die HiDrip®-Düsenköpfe werden mit Schnellwechseldüsenblenden, beispielsweise mit einer integrierten Austrittsöffnung - als Singledüsenblende der Laborsysteme HiDrip®-LAB und HiDrip®-DUO sowie mit Schnellwechselblenden mit bis zu 800 Stück integrierten Austrittsöffnungen als Multidüsenblenden, eingesetzt in den Produktionsverfahren HiDrip®-COOL, HiDrip®-REACT und HiDrip®-SHELL, ausgeführt. Abb.:  HiDrip®-Düsenköpfe  ( HiDrip®-LAB mit Temperiermantel,  HiDrip®-M100,  HiDrip®-M10,  HiDrip®-M01 ) © 2007 -   Inducap GmbH

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Vorteile der HiDrip®-Technologie Die HiDrip®-Technologie bietet im Vergleich zu konventionellen, mit Schwingungen beaufschlagten Verfahren zur Herstellung von Mikrokugeln bzw. im Verleich zu herkömmlichen Verfahren zur Vertropfungsgranulierung ein hohes Maß an Flexibilität und ist nahezu unabhängig von den Stoffeigenschaften der Ausgangsflüssigkeiten wie beispielsweise der dynamischen Viskosität. Die konventionellen Technologien beispielsweise zur Vertropfungsgranulierung und Herstellung von Mikrokugeln durch Schwingungsanregung von Flüssigkeiten sind sehr stark abhängig von der Viskosität der zu verarbeitenden Flüssigkeit. Die Schwingung soll hier eine Tropfenbildung als Folge der Einschnürung eines austretenden Flüssigkeitsvollstrahls begünstigen. Die Einschnürung mit nachfolgendem Zerfall in insbesondere sehr kleine, einzelne Tropfen ist bei den konventionellen Technologien und Verfahren begrenzt durch die Viskosität der eingesetzten Ausgangsflüssigkeit und ist damit für hochviskose Flüssigkeiten oder Suspensionen mit hohem Feststoffanteil ungenügend bis gar nicht mehr geeignet. Mit der HiDrip®-Technologie wird über den eingesetzten HiDrip®-Düsenkopf mit Hilfe der hochfrequenten Vertropfungsmechanik neben der Verarbeitung von niedrigviskosen Schmelzen und Flüssigkeiten mit einer Viskosität kleiner 1.000 mPas insbesondere auch die Vertropfungsgranulierung von hochviskosen Ausgangsflüssigkeiten mit Viskositäten größer 1.000 mPas bis hin zu einigen 100.000 mPas möglich. Die speziell angepasste Beheizung ist zudem für die Verarbeitung von Schmelzen bis 200 °C ausgeführt. Zudem werden Verlustmengen in Form von Sprühnebel, Satellitentropfen, Schnittverluste etc. vermieden. Im Gegensatz zu konventionellen Technologien und Verfahren mit schnell rotierenden Sprühscheiben oder rotierenden Schneidwerkzeugen ist die innovative HiDrip®-Technologie auch für den Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre wie beispielsweise in Vertropfungs- oder Sprühtürmen bestens geeignet. Die HiDrip®-Technologie kann somit nicht nur im Labormaßstab eingesetzt werden, sondern bietet insbesondere auch in der industriellen Massenproduktion von Mikrokugeln aus temperierten Schmelzen wie Wachse, Fette und Kunststoffe hervorragende Einsatzmöglichkeiten.

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Einsatzbereiche für Mikrokugeln Wirtschaftliche Produkte für unterschiedliche Industriebranchen Die HiDrip®-Technologie steht für die Produktion wirtschaftlicher Endprodukte in verschiedenen industriellen Branchen wie beispielsweise in der chemischen Industrie, Kunststoff, Farben, Petrochemie, Baustoff, Biotechnologie, Futtermittel, Kosmetika, Lebensmittel und Pharmaindustrie. Dabei sind in Abhängigkeit von der Größe der Mikropellets und der Anzahl der Düsen in einer Multidüsenblende sehr hohe Durchsätze mit einem HiDrip®-Düsenkopf realisierbar. Mehrere HiDrip®-Düsenköpfe können auch zu einem Gesamtsystem zusammengefasst oder problemlos erweitert und nachgerüstet werden. Mikropellets in Form von gleichförmigen und staubfreien Mikrokugeln oder wahlweise auch als Mikrolinsen Mit der HiDrip®-Technologie kann über variable Austrittsgeschwindigkeiten die Form der Mikropellets den Erfordernissen angepasst werden. Von gleichförmigen, staubfreien und rieselfähigen Mikrokugeln bis hin zu gleichförmigen und staubfreien Mikrolinsen beispielsweise zur Anpassung der Fließ- und Dosiereigenschaften als Schüttgut. Hohe Durchsatzmengen - sehr enge Partikelgrößenverteilung Mit der HiDrip®-Technologie kann über verschiedene Betriebszustände die Partikelgrößenverteilung den Erfordernissen angepasst werden. In Abhängigkeit von der Größe der Partikel und der Eigenschaften der Ausgangsflüssigkeiten werden hohe Durchsatzraten bei nahezu monodisperser Partikelgrößenverteilung erreicht. Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre Die HiDrip®-Technologie ist im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien mit schnell rotierenden Schneidwerkzeugen oder rotierenden Scheiben auch für den Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre wie beispielsweise in Vertropfungs- oder Sprühtürmen geeignet. Die HiDrip®-Technologie ermöglicht damit nicht nur den Einsatz im Labormaßstab unter geringen Verarbeitungsmengen sondern ist auch im industriellen Maßstab zur Massenproduktion von Mikrokugeln aus z.B. temperierten Schmelzen wie Wachse, Fette und Kunststoffe hervorragend geeignet. Der Einsatz in explosionsfähiger Umgebung wird über die von Inducap® modifizierten Anlagensysteme der Baureihe -EX- entsprechend der EG ATEX-Richtlinie 94/9/EG sichergestellt. Einsatz in chemisch aggressiver Umgebung Die HiDrip®-Technologie kann in chemisch aggressiver Umgebung eingesetzt werden. Der sichere Einsatz wird durch die Ausführung des HiDrip®-Düsenkopfes aus geeigneten Werkstoffen - neben Edelstahl auch Verbund- und Kunststoffe sowie Beschichtungen aus PTFE und Inchromierung - gewährleistet. Verarbeitung von Flüssigkeiten mit festen und flüssigen Zusätzen - Produkttemperierung Mit der HiDrip®-Technologie können eine Vielzahl von Flüssigkeiten und Pasten auch mit hohen Konzentrationen an Feststoffen (Slurry) und Zusätzen wie beispielsweise Additive oder auch Schmelzen bis 200 °C zu festen, exakt runden Endprodukten mit hervorragenden Dosiereigenschaften verarbeitet werden. Einsatz im Inducap®-Vertropfungsturm HiDrip®-COOL - Umrüstung von konventionellen Sprühtürmen Die HiDrip®-Technologie findet Einsatz in neu konzipierten Inducap®- Vertropfungstürmen sowie in bereits vorhandenen Sprühturmanlagen durch Umrüstung. Einsatz als Inducap-Unterwassergranuliersystem Die HiDrip®-Technologie ist aufgrund des beschleunigten und gleichmäßigen Ausstoßes der Flüssigkeitströpfchen auch für den in das Kühlmedium vollständig eingetauchten Einsatz des HiDrip®-Düsenkopfes geeignet. Die HiDrip®-Technologie kann somit als Verfahren in der Unterwassergranulierung auch für niedrigviskose, pigmentierte Schmelzen auf z.B. Wachsbasis (PE-Wachs, HCO-, Jojoba-Wachs, Carnauba-Wachs) eingesetzt werden. Optimaler Einsatz für individuelle und flexible Anwendungen Mit der HiDrip®-Technologie bieten wir für Ihre individuelle Anwendung die richtige Lösung an, für Produktentwicklungen und kundenspezifische Laboranwendungen die Laborsysteme HiDrip®-LAB und HiDrip®-DUO und für den industriellen Produktionsbereich die Anlagensysteme HiDrip®-COOL, HiDrip®-REACT und HiDrip®-SHELL.

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