Meet the Glatt Experts @ EuroDrying' 2019

Meet the Glatt Experts @ EuroDrying' 2019

19.07. - 12.07.2019
Torino, Italy

Auf der 7th European Drying Conference hält Dr. Michael Jacob, Leiter der Verfahrenstechnik, Glatt Process Technology Food, Feed & Fine Chemicals, einen Vortrag über "Prozessanalytische Technologien zur Inline-Kontrolle von Wirbelschicht-Agglomerationen".

Die Wirbelschicht-Sprühagglomeration macht Produkte einfacher und sicherer in der Handhabung, verbessert die Dosierbarkeit und ihre Homogenität. Ein automatisches Steuerungssystem für die Wirbelschichtgranulation erfordert die Erforschung eines komplexen und validierten Prozess- und Produktmodells. Um Eingabedaten mit Produktparametern zu verknüpfen, wird das Konzept der künstlichen neuronalen Netze verwendet. Der Beitrag zeigt den aktuellen Stand der Forschungsaktivitäten bei Glatt anhand einer Fallstudie zur Agglomeration von Materialien, die durch Tablettierung weiterverarbeitet werden sollen.

1. Einführung
Die großtechnische Herstellung innovativer Produkte erfordert modernste Technologien. Wirbelschichtprozesse bieten nahezu unbegrenzte Möglichkeiten in Bezug auf optimiertes Partikeldesign und die Funktionalisierung von Produkten. Durch den Einsatz der Wirbelschicht-Agglomerationstechnologie können Stabilität, Funktionalität und Prozessfähigkeit deutlich verbessert werden. Hauptanwendungsgebiete sind die Lebensmittel-, Futtermittel- und Pharmaindustrie sowie die Feinchemie, wo Hochleistungsprodukte benötigt werden.
Um optimale Prozesse und reproduzierbare Produkteigenschaften zu gewährleisten, müssen Wirbelschichtanlagen über leistungsfähige integrierte Regelstrategien verfügen.

2. Material und Verfahren
Künstliche neuronale Netze können verwendet werden, um Eingangsdaten (z.B. Materialeigenschaften, Mengen, Temperaturen, Drücke,...) mit Ausgangsdaten (z.B. Schüttdichte, Zusammensetzung, Homogenität, Morphologie, Partikelgröße, Feuchtigkeit, etc.) zu korrelieren.
Jeder Wirbelschichtprozess kann durch die Prozessbedingungen der Granulierung selbst und die Materialeigenschaften von Rohstoffen und Endkörnern charakterisiert werden. Durch die Änderung der Prozessparameter für bestimmte technische Konfigurationen von Wirbelschichtanlagen können die Endeigenschaften von Granulaten sowie deren Verhalten bei späteren Anwendungen entsprechend angepasst werden.
Innovative Messsysteme müssen in das Granuliersystem integriert werden und ihre Leistung kann für die unabhängige produkteigenschaftliche Steuerung der Granulationsbedingungen genutzt werden.
Es wird empfohlen, die Agglomeration im Labormaßstab vor der industriellen Nutzung im Detail zu untersuchen. Im Kleinformat sind durch gut vorbereitete Tests sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Hier wurde der Ansatz des Design of Experiments (DoE) verwendet, um die Parameter-Eigenschafts-Beziehungen besser zu verstehen und optimale Kontrollstrategien hinsichtlich Sensitivität und Robustheit zu bewerten.
In der Fallstudie wurde eine Laboranlage (ProCell Labsystem/Glatt Germany) für experimentelle Arbeiten verwendet. Alle relevanten Prozess- und Produktdaten wurden elektronisch erfasst und mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes verarbeitet, um ein validiertes Prozessmodell zu erhalten.

3. Ergebnisse und Diskussion
In der Fallstudie wurden DoE und Prozessmodellierung zur detaillierten Bewertung des Sprühagglomerationsprozesses selbst sowie zur Verknüpfung der Eigenschaften von Tabletten mit diesem eingesetzt.
Schließlich könnte ein Prozessmodell auf Basis künstlicher neuronaler Netze (aNN) entwickelt werden. Basierend darauf ist die Vorhersage und automatische Steuerung der Partikelwachstumskinetik möglich.

Mehr Informationen zur EuroDrying' 2019

Zurück