Labormühle So erleichtert ein modulares Labormühlensystem die Produktentwicklung

Die Zeit der Blockbuster-Produkte ist passé. Die Produktentwicklung ist geprägt von kurzen Produktzyklen und hoher Individualisierung. Da ist Flexibilität gefragt. Mit der modularen Labormahlanlage Fredrive-Lab ermöglicht Frewitt der Pharma-, Kosmetik-, Nahrungsmittelindustrie sowie der Feinchemie die Produktentwicklung flexibel anzupassen.

Anbieter zum Thema

KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH

VACUUBRAND GMBH + CO KG

t & p Triestram & Partner GmbH

Frewitt fabrique de machines SA

Zusammen mit dem Pharmaunternehmen La Roche hat Frewitt eine neue Labormahlanlage entwickelt. Im Mittelpunkt standen dabei konkrete Anforderungen der Pharmahersteller. „Unsere Kunden fordern mehr Modularität sowie verbesserte Bediener- und Reinigungsfreundlichkeit“, erklärt René Herzog, regionaler Vertriebsleiter bei Frewitt. Als Ergebnis steht mit der Fre­drive-Lab ein Mehrzweck-Plattformsystem zur Verfügung, mit dem fünf verschiedene Mahltechniken auf einem Basismodul eingesetzt werden können. Der Austausch erfolgt mithilfe von Tri-Clamp-Klemmverbindungen.

Mit der Fredrive-Lab haben Forschungs- und Entwicklungslabors sowie für analytische Labors der Pharma-, der Kosmetik-, der Feinchemie-, der Chemie- und der Nahrungsmittelindustrie eine Laboranlage, an die fünf verschiedene Mahlköpfe angeschlossen werden – konische Siebmühle, zylindrische Siebmühle, oszillierende und rotierende Siebmühle, Hammermühle, Stiftmühle.

• 1. Die konische Hochleistungssiebmühle Coniwitt-Lab ist entwickelt worden für die Kalibrierung und die Auflösung jeder Art von trockenem oder auch feuchtem Pulver bis zu einer Partikelgröße von 150 µm.

• 2. Die Turbowitt-Lab ist eine Mühle mit zylindrischer Drehtrommel. Sie eignet sich vor allem für die Auflösung und die Homogenisierung von trockenen sowie feuchten Pulvern bis zu einer Partikelgröße von 150 µm.

• 3. Mit der Schwing- und Drehmühle Oscillowitt-Lab lassen sich speziell Pulver bearbeiten, die in Bezug auf die Einheitlichkeit der granulometrischen Verteilung und die Temperaturempfindlichkeit sehr anspruchsvoll sind.

• 4. Die Hammerwitt-Lab ist eine Hochleistungshammermühle, die sich besonders für die Zerkleinerung und die Feinstmahlung von harten, faserigen oder kristallinen Produkten eignet. Mit ihr kann eine Endgröße von bis zu 30 µm erreicht werden.

• 5. Ab dem vierten Quartal 2016 wird auch die Pinmill-Lab verfügbar sein. Die Hochleistungsstiftmühle ist für die Feinstmahlung von harten oder kristallinen Produkten entwickelt worden. Hier sind Endgrößen von unter 20 µm möglich.

Gleichzeitig eignen sich alle diese Mahlsysteme für die Bearbeitung von kleinen Laborlosen von 50 g bis 1 kg und ermöglichen zudem die Verwendung als Pilotanlage mit einer Leistung von 30 – 50 kg/h.

Ergänzendes zum Thema

Nachgefragt

René Herzog: „Das Scale-up funktioniert“

Herzog, Frewitt: "Die Ergebnisse zeigen, dass die Kornverteilungskurven in beiden Anlagen identisch sind. Das ist für uns der Beleg, dass unsere Annahme zur Proportionalität stimmt und dass somit das Scale-up funktioniert."

Auf der Powtech in Nürnberg sprach PROCESS mit dem regionalen Vertriebsleiter René Herzog über die neuste Entwicklung von Frewitt – der modularen Labormahlanlage Fredrive-Lab.

Frage: Herr Herzog, Knackpunkt jeder Produktentwicklung ist das Scale-up. Wie lässt sich mit der Fredrive die Übertragung vom Labor in die Produktion sicherstellen?

Herzog: Unser Ansatz ist Proportionalität von Laboranlage zu Produktionsanlage. So haben wir bei der neuen Laboranlage die Winkel und die Berührungsflächen durchgängig proportional dargestellt. Ein Beispiel: Wenn der Oberflächenwinkel einer Produktionsanlage 40 % beträgt, dann muss sie auf der kleinen Anlage ganz genau gleich sein. Das gilt natürlich auch für die Drehzahlen. Wir müssen sowohl auf der Laboranlage als auch auf der Produktionsanlage mit den gleichen Umfangsgeschwindigkeiten arbeiten. Und da wird es spannend. Bei der Hammermühle beispielsweise arbeiten wir in Produktionsanlagen mit 80 m/s Umfangsgeschwindigkeit. Und das bedeutet, dass wir auf der Laboranlage mit 18 000 Umdrehungen fahren müssen, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Oder bei der Pinmill, was die nächste Entwicklung sein wird, müssen wir mit 30 000 Umdrehungen arbeiten. Das ist sehr intensiv. Neben der technischen Entwicklung haben wir auch gleiche Produkte auf der Laboranlage und dann auf der Produktionsanlage getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kornverteilungskurven in beiden Anlagen identisch sind. Das ist für uns der Beleg, dass unsere Annahme zur Proportionalität stimmt und dass somit das Scale-up funktioniert.

Frage: Mit welchen Produkten haben Sie diese Versuche durchgeführt?

Herzog: Wir haben für die Versuche drei Produkte genommen – Salz, Zucker und eine Art Pektin. Und bei allen drei Produkten war die Korngrößenverteilung in der Laboranlage deckungsgleich zur Korngrößenverteilung in der Produktionsanlage.

Frage: Mit der Fredrive-Lab können bald bis zu fünf Mahlprozesse auf einem System durchgeführt werden. Macht das die Anlage nicht unnötig kompliziert?

Herzog: Auf unserer Webseite kann sich jeder davon überzeugen, wie einfach der Wechsel des Mahlkopfs ist. Der Mahlkopf wird nur durch einen Tri-Clamp montiert. Zudem erleichtert das geringe Gewicht der Köpfe von fünf bis etwa zehn Kilogramm den Austausch. Sodass eine Person allein den Wechsel durchführen kann – in ungefähr einer halben Minute. Das haben wir bisher bei drei Kunden vor Ort getestet. Und sie waren beeindruckt, wie schnell der Wechsel geht. Aber auch dass man die Köpfe entnehmen und zur Reinigungsanlage bringen kann, ist wichtig. So lässt sich die Produktionsstätte sauber halten.

Frage: Reinigung ist ein gutes Stichwort. Wie sieht das konkret bei dieser Anlage aus?

Herzog: Wie gesagt, lassen sich die einzelnen Mahlköpfe leicht demontieren und in einer Waschanlage oder einer Autoklave reinigen. Das halten die Köpfe aus. Auch die Siebe können demontiert und in einer Waschanlage gereinigt werden. Aber wenn der Anwender an der Laboranlage reinigen will, dann ist das auch kein Problem. Durch die Anlage kann Wasser fließen. Auch Alkohol geht. Zudem ist auch eine Trockenreinigung mit Druckluft möglich. Damit steht dem Anwender auch das klassische Washing-in-Place zur Verfügung. Um dieses sicherzustellen, haben wir auf möglichst wenige Teile im Mahlraum Wert gelegt.

Durchgängiges Scale-up

Des Weiteren schließt Frewitt mit der Fredrive-Lab eine Lücke im Scale-up. „Bis jetzt hatten wir zwei einzelne Laboranlagen im Programm – die oszillierende Mühle und die konische Siebmühle. Doch mit diesen Anlagen war das Scale-up nicht hundertprozentig garantiert, weil sich die Dimensionen von Labor- und Produktionsanlage geringfügig unterscheiden“, erläutert Herzog. Für das neue modulare Mahlsystem Fredrive-Lab wurden die Proportionen der Oberflächen und Winkel als auch die Drehzahlen der Produktionsanlagen exakt übernommen. Damit ist nun ein echtes Scale-up von Labor- über Pilot- bis hin zum Industriemaßstab gewährleistet. Das konnte das Schweizer Unternehmen in Versuchen belegen.

(ID:44043054)