Anlagen für Mikrokugeln und Mikrokapseln
Pulver und Granulate
von hoher Qualität waren schon früher rieselfähig, aber auch "staubfreudig". Ihre Kornverteilung war extrem breit und bi-, tri- oder gar polymodal mit variantenreichen oder bizarren Formen... All diese morphologischen Eigenschaften führten und führen leider immer noch zu einer ganzen Reihe von Nachteilen: Feinstanteile in Pulvern und Granulaten müssen mühsam entfernt werden.
Sprühverfahren
Es kommt zu Dosierfehlern, zu Entmischungen, zu einer mangelnden Reproduzierbarkeit von Schüttprozessen, zu Materialverlusten durch Abrieb oder gar zu Förderstillständen. Mit Granulaten und Pulvern der "althergebrachten Form" waren Produkteigenschaften wie "controlled release", die heute Voraussetzung in Medizin und Pharmazie sind, einfach undenkbar.
Die Lösung all dieser Nachteile und Probleme
Die Lösung all dieser Probleme sind exakt runde Mikrokugeln in monomodaler Kornverteilung. Diese Kugeln fließen immer frei, "rollen", schleifen sich nicht weiter ab. Das heißt Staubfreiheit, kein Abrieb und totale Rieselfähigkeit. Außerdem kann ein Wirkstoff, der in das Material der Kugeln eingebettet wird, sehr exakt und gleichmäßig freigesetzt werden.
Perfekt runde Mikrokugeln
in monomodaler Kornverteilung mit geringster Streuung werden von BRACE hergestellt:
- Exakt runde Mikrokugeln
- Monomodale Körnung mit geringsten Streubreiten
- Durchmesser von 50 µm bis 5 mm
- Kein Staub, kein Abrieb, frei fließend, frei rollend
- Hochdicht oder porös, weich oder hart
- Eingebettete Wirkstoffe, Bakterien oder Enzyme mit oder ohne umhüllende Schutzhaut
Das Verfahren von BRACE
Die Gießflüssigkeit - in Form einer Schmelze, Dispersion, Emulsion, Lösung oder eines Sols - wird mit geringem Druck dem Düsenkopf zugeführt. Durch eine Schwingung werden die aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen in einzelne Segmente eingeschnürt und zerteilt. Diese nehmen dank der Oberflächenspannung Kugelgestalt an. In einem geeigneten gasförmigen und/oder flüssigen Reaktionsmedium werden die Kugeln verfestigt.
Anlagentypen und Leistungen
BRACE plant, baut und liefert Anlagen zur Herstellung von Mikrokugeln vom Labormaßstab bis zur technischen Produktionsanlage. BRACE stellt verschiedene Arten von Mikrokugeln her, auch im Lohnfertigungsverfahren. Anlagengrößen und -typen sind von dem Ausgangsmaterial und insbesondere vom Mikrokugeldurchmesser abhängig. Standardanlagen unterscheiden sich in der Kapazität und im Kostenrahmen. Laboranlagen wie z.B. die Tischgeräte Spherisator S oder M sind bereits zu geringen Preisen erhältlich. Pilot- und Produktionanlagen zwischen wenigen L/h bis zu mehr als 10.000 L/h Durchsatz lassen sich genauso bauen und den Bedürfnissen anpassen.
Verfahrenscharakteristika
Eine wichtige Voraussetzung für die Bildung von monomodalen Mikrokugeln aus einer Flüssigkeit ist eine gleichmäßige laminare Strömung. Amplitude und Frequenz der eingebrachten Schwingung sind in gewissen Grenzen variierbar, müssen jedoch für gleichmäßige Produktionen konstant gehalten werden. Dies geschieht durch einen geschlossenen Regelkreis (closed loop). Mikrokugelanlagen benötigen geringe Stellflächen (z.B. Produktionsanlagendurchmesser 1 bis 1,8m). Die Aggregate arbeiten drucklos oder mit nur geringem Überdruck, können explosionsgeschützt und auch in GMP-gerechter Form ausgeführt werden. Die Anlagen verbrauchen nur wenig Energie, laufen fast geräuschlos und müssen nur selten gewartet werden. Der Bedarf an Bedienungspersonal ist sehr niedrig. Eine Vollautomatisierung mit Fernüberwachung kann standardmäßig installiert werden.
Mikrokugeltypen
Durch Auswahl und verschiedene Zusammensetzung der Precursorflüssigkeit und durch geeignete Nachbehandlungsverfahren ist eine Vielzahl von Mikrokugeltypen herstellbar.
Beispiele
Aus einem Sol hergestellte Metalloxid-Mikrokugeln (Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, CeO4, SiO2, Mischoxide etc.) können in getrocknetem Zustand als hochsinteraktives press-feed für High-Tech-Keramikprodukte dienen. Definierte Poren und eine maßgeschneiderte spezifische Oberfläche werden durch eine Kalzinierung der Mikrokugeln erzeugt. Eingesetzt werden diese Mikrokugeln als Katalysatorträger, als homogene Katalysatoren oder auch als Filtermaterial. Äußerst effektive und abriebfreie Mahlkugeln erhält man durch Sinterung von Al-, Zr- oder Hf-Oxidkugeln. Aus einer Schmelze produzierte Mikrokugeln (anorganische, organische Verbindungen, Metalllegierungen, Polymere) können zur Additivdosierung, zur Compoundierung, zur Colorierung, zur Lichtstabilisierung etc., wie gegossen verwendet werden. Mit gelösten oder eingebetteten Wirkstoffen - eventuell zusätzlich umhüllt - finden Mikrokugeln in der Pharmazie und Kosmetik erfolgreich Verwendung. Aus löslichen chemischen Verbindungen werden durch chemische Fällungsreaktionen Mikrokugeln für die Agrochemie, Lebensmittelindustrie, Pharmazie und Kosmetik hergestellt. Aus Suspensionen werden enzym- und bakterienhaltige Mikrokugeln hergestellt.
