Optimaler Pulvereintrag in Flüssigkeiten
Pulver einsaugen, benetzen und
dispergieren
Claus-W. Häbel
Verfahrens- und Anwendungstechnik
Process- and Application Engineering
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Unser Unternehmen
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ystral gmbh maschinenbau + processtechnik
• Mittelständisches, inhabergeführtes
Unternehmen
• Maschinen- und Anlagenbauer im Bereich der
strömungsmechanischen Verfahrenstechnik
• Design, Engineering und Fertigung von:
• Mischern
• Dispergierern
• Pulverbenetzungsmaschinen
• Komplexen Prozessanlagen
• Vertretene Branchen:
• Chemie
• Kosmetik
• Pharma
• Lebensmittel
Unser Unternehmen
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Meilensteine
• 1959 Gründung in Stuttgart
• 1973 Umzug nach Ballrechten-Dottingen
und Eröffnung des Versuchszentrums
• 1991 Entwicklung und Einführung des
innovativen Conti-TDS-Systems
• 1998 Übernahme der Geschäftsleitung durch
David und Peter Manke
• 2005 David, George und Peter Manke
treten als alleinige Gesellschafter ein
Unser Unternehmen
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Heute
• Erweiterte Produktionsgebäude
• Branchenübergreifendes und fundiertes
Knowhow
• Über 200 Versuche im Jahr mit Kunden
in unserem Versuchszentrum
• Individueller Anlagenbau auf Basis der
modularen ystral Maschinen und Komponenten
Unser Unternehmen
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Eine Denkfabrik der Verfahrenstechnik
Unseren Erfolg verdanken wir unserem Wissen,
unserer Erfahrung – sowie viel Herzblut für
unsere Arbeit und unsere Kunden.
Unser solides Wachstum:
• 2011: 22 Mio. € Umsatz
• 2013: 31 Mio. € Umsatz
• 2015: 37,5 Mio. € Umsatz
Unser Unternehmen
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Weltweit vertreten
• ystral gmbh in
Ballrechten-Dottingen
• ystral asia pte. ltd. in
Singapur, SGP
• ystral india pvt. ltd. in
Bangalore, IND
• Über 30 globale
Vertretungen
Unsere Produkte und Leistungen
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Leitstrahlmischer
• Rühren
• Homogenes Mischen
• Lösen
• Suspendieren
• Heizen, Kühlen
Dispergierer
• Dispergieren
• Emulgieren
• Schmelzen
• Nassmahlen
• Extrahieren
Unsere Produkte und Leistungen
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Dispermix
• Homogenes Mischen
• Dispergieren
• Emulgieren
• Lösen
• Schmelzen
• Desagglomerieren
TDS-Saugmischer
• Pulvereintrag
• Benetzung
• Homogenes Mischen
• Rühren
• Dispergieren
• Belüftung
Unsere Produkte und Leistungen
Inline-Dispergierer
• Dispergieren
• Emulgieren
• Nassmahlen
• Scheren
• Kontrollierte
Reaktionen
• Homogenisierung
• Begasen
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Conti-TDS
• Pulvereintrag
• Benetzen
• Dispergieren
• Emulgieren
• Mischen
• Kontrollierte
Reaktionen
• Verseifung
• Belüften, Begasen
• Lösen
Unsere Produkte und Leistungen
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Komplette Anlagen
• Verfahrenstechnik, Prozeßentwicklung
• Kundenorientierte Lösungen
• Maschinen, Anlagen und Komponenten
• Schlüsselfertige, modulare Systeme
Probleme bei der Pulververarbeitung
Staub, Pulvertransport und Benetzung des Pulvers
Staub
• Verschmutzung
• Explosionsgefahr
• Hygiene, GMP
• Gesundheits-
gefährdung
• Staubmasken,
Schutzkleidung
• Absaugung und
Filtersysteme sind
erforderlich
• Filter müssen
regelmäßig gewartet
und entsorgt werden
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Pulvertransport
• Pulver muss zur
Behälteroberkante
transportiert werden
• Pulverfördersysteme
oder körperliche
Arbeit
• Verluste (im
Transportsystem
oder im Filter der
Absauganlage)
Benetzung des Pulvers
• Pulver schwimmt auf
der Oberfläche der
Flüssigkeit
• Pulver bildet Klumpen
und Agglomerate
• Anhaftungen an
Behälterwand und
Rührerwelle
• Diese bröckeln später
ab und fallen ins
Produkt
• Hoher
Reinigungsaufwand
• Lange Prozeßdauer
YSTRAL TDS-Saugmischer
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Pulver einsaugen, benetzen und
dispergieren
Funktionsweise und Problemlösung
mit dem TDS-Saugmischer
• Installation im Behälter
• Mischen nach dem Leitstrahlmisch-
Prinzip
• Einsaugen nach dem Venturi-Prinzip
• Vakuum wird im Mischkopf aufgebaut
• Einsaugen über Saugrohr,
Saugschlauch und Statorrohr, das die
Mischerwelle umgibt
• Das Pulver kommt direkt durch das
Statorrohr in den schnelllaufenden
Rotor
• Sofortige komplette Benetzung
unterhalb des Flüssigkeitsniveaus
• Kein Staub kommt aus dem Sack
• Kein Staub oberhalb der Flüssigkeit
• Kein Staub oder Krusten an der
Behälterwand oder dem
Mischerschaft
YSTRAL TDS-Saugmischer
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YSTRAL Conti-TDS
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Pulver einsaugen, benetzen und
dispergieren
Funktionsweise und Problemlösung
mit der Conti-TDS
YSTRAL Conti-TDS: Generelles Design
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YSTRAL Conti-TDS: Generelles Design
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YSTRAL Conti-TDS: Generelles Design
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Zusammenfassung Conti-TDS Funktion
• Installation außerhalb des Behälters
• Verbindung über Rohr oder Schlauch
• Flüssigkeit wird im Kreislauf gefördert
• Erzeugen eines Saugvakuums in der
Dispergierzone
• Staub- und verlustfreies Einsaugen und
Dispergieren des Pulvers
• Einsaugen direkt ab Sack, Trichter, Fass,
Container, Big-Bag oder Silo
• Anschließend im Kreislauf weiter dispergieren
bis zum Erreichen der geforderten Partikelgröße,
Homogenität oder Konsistenz
• Die gesamte Maschinenleistung wird in der
relativ kleinen Dispergier- und Benetzungszone
wirksam
• Auch Eintrag von Flüssigkeiten möglich
• Abpumpen ist mit der gleichen Maschine möglich
YSTRAL Conti-TDS: Generelles Design
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Funktionsprinzip der YSTRAL Conti-TDS
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Vor der Dispergierzone
• Zwischen Pulverpartikeln ist immer Luft vorhanden
• Vakuum steigt auf dem Weg in die Maschine
• Luft expandiert
• Partikelabstände werden größer
• Partikel werden beschleunigt
Funktionsprinzip der YSTRAL Conti-TDS
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In der Dispergierzone
• Bei Übergang Rotor-Stator und Stator-Rotor extrem hochfrequente
Dispergierung unter Vakuum
• In dieser Phase maximales Vakuum, maximale Partikelabstände
• Spezifische Oberfläche der Flüssigkeit extrem vergrößert
• Komplette Benetzung und Dispergierung
Funktionsprinzip der YSTRAL Conti-TDS
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Nach der Dispergierzone
• Maximaler Druck
• Komprimieren der im Pulver enthaltenen Luft
• Dadurch Eindringen der Flüssigkeit auch in das Innere fester Agglomerate
• Benetzung von innen
• Koagulieren von Luft
YSTRAL Conti-TDS – Scale up
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Conti-TDS-1 (PiloTec)
Labor / Technikum
5-100 Liter
Conti-TDS-8
Produktion
Bis 100.000 Liter
Vorteile der YSTRAL Conti-TDS
Prozeßtechnische Vorteile:
• Bis zu 1000-fach höhere Scherung im Vergleich z.B. zu Dissolvern
• Bis zu 100-fach höhere spezifischer Energieeintrag
• 10.000-fach vergrößert spezifische Oberfläche der Flüssigkeit unter Vakuum
• Keine rotierende Teile oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche
• Höhere Sicherheit gegenüber offenen Behältern
• Keine Trombenbildung
• Keine hohe Viskosität zur
Scherung notwendig
• Variable Batch-Größen
• Größe der Maschine in weiten
Grenzen unabhängig von der
Batchgröße
• Maschine als CIP-Pumpe möglich
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Vorteile der YSTRAL Conti-TDS
Wirtschaftliche Vorteile:
• Reproduzierbarkeit (100%) � konstante Qualität
• Reduktion der Produktionszeiten bis zu 80%
• Reduktion der Rohmaterialkosten
• Reduktion der Energiekosten bis zu 70%
• Reduktion der Lohnkosten um bis zu 80%
• Erheblich flexi
