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Sprühtrocknung im Labor

Effiziente Partikeltechnologie für kleinste Probenmengen

Mit einem Laborsprühtrockner lassen sich kleine Mengen von gelösten Stoffen in Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen zu einem frei fließfähigen Pulver trocknen.

Das Sprühtrocknen findet in diversen Bereichen wie Pharma, Lebensmittel, Biotechnologie, Materialien, Keramik oder neuerdings auch Nanotechnologie Anwendung. Sehr prominente Beispiele sind Milchpulver, Babynahrung, Instantkaffee, Waschmittel oder Farbpigmente.

Bild 1: Typische Anwendungsbeispiele der Sprühtrocknung im Labor (Pharma, Lebensmittel, Biotechnologie, Landwirtschaft, Materialtechnik, Chemie, Kosmetika)


Der große Vorteil des Sprühtrocknens ist, daß es ein sehr schneller und trotzdem schonender Prozeß ist. Schonend, weil durch die Düse sehr feine Tröpfchen mit einer sehr großen Oberfläche entstehen. Ein minimaler Energieeintrag ist nötig, um die Tröpfchen zu trocknen. Aus einem mL Wasser entstehen beispielsweise 1,9 Millionen 100 µm große Tröpfchen. Dies ermöglicht auch die Trocknung von stark wärmeempfindlichen Stoffen, wie z.B. Proteinen, Lipiden, Impfstoffen, Vitaminen, Hormonen oder Mikroorganismen. Dabei besteht der Wunsch nach einer möglichst definierten Partikelgrößenverteilung im Mikro- und Nanometerbereich.

Gerade die Änderung der Partikelgröße, die Agglomeration von Nanopartikel, das Trocknen von Suspensionen, die Partikelbeschichtung oder die Verkapselung von flüssigen oder festen Stoffen in einer Polymermatrix sind typische Anwendungen der Sprühtrocknung.

Gegenwärtige Markttrends der Sprühtrocknung im Labor sind:

  • Inhalierbare Pulvermedikamente gegen Asthma
  • Gezielte Wirkstoff Freisetzung aus bioabbaubaren Polymerpartikeln
  • Nanopartikel-Suspensionen für Brennstoffzellen
  • Feine Metallpartikel für neue Katalysatoren
  • Funktionelle Lebensmittelzusätze – Nanofood
  • Mikroverkapselung und Maskierung von Düften und Aromastoffen
  • Pulverförmige Naturprodukte für die traditionelle chinesische Medizin


Mini Sprühtrockner
BÜCHI Labortechnik AG ist weltweit führender Gerätehersteller von Sprühtrocknern im Labormaßstab und bietet die ideale Produktlösung für die ersten Machbarkeitstests im Forschungslabor. Mit über 2.900 installierten Geräten an renommierten Universitäten, Forschungslabors und Partikeltechnolgie-Spezialisten sind die Mini Sprühtrockner B-190, B-191 und B-290 die meist benutzten Laborsprühtrockner der Welt.

Mit Hilfe des Mini Sprühtrockners können Pulver im Labor- oder Kleinstmaßstab in Sekunden hergestellt werden. Es entsteht ein frei fließfähiges Pulverprodukt. Sprühtrocknung eröffnet somit neue Wege für die moderne Wirkstoff Formulierung und ist die Alternative zur Gefriertrocknung. Die Daten aus dem Labor dienen als Grundlage für die Prozeßevaluation und den späteren Scale-up der Prozeßeinstellungen in der Industrieanlage. Dadurch werden Material,  Zeit und somit Kosten gespart. Es können aber auch kleine Chargen auf dem Laborsprühtrockner produziert werden, z.B. von sehr teueren Materialien.

Bild 2: Der Mini Sprühtrockner B-290 zur Herstellung von kleinen Pulvermengen im Labormaßstab. Der elektrisch leitend beschichtete Zyklonabscheider ermöglicht höchste Ausbeuten und komplette Transparenz der Partikelabscheidung. Beispiel aus der Pharmabranche: Sprühgetrocknete Biopolymer Mikropartikel als Matrixmaterial für die gezielte Wirkstoff Freisetzung.


Unsere Kunden schätzen vor allem die schnelle Reinigung dank der einfachen und flexiblen Montage der Geräteteile. Der Sprühtrockner zeichnet sich insbesondere durch den flexiblen Glassaufbau aus. Der komplette Trocknungsprozess von der Zweistoffdüse bis zum Produktsammelbehälter ist zu jeder Zeit optisch sichtbar. Außerdem verringert eine elektrisch leitende antistatische Nano Beschichtung auf der Innenwand des Zyklonabscheiders die Pulveradhäsion. Diese einzigartige Funktion erhöht die Produktausbeute für feinste Partikel erheblich.

Einen Überblick der vielfältigen Einsatzbereiche bietet die umfangreiche Sammlung im Internet in der neuen Sprühtrockner Applikationsdatenbank über 400 Produkten. Ob Milch, Kaffee, Fruchtsäfte, Keramik, Tinten, Toner, Farbstoffe, Waschmittel oder Pharmawirkstoffe, hier ist mit Sicherheit eine interessante Anwendung der Sprühtrocknung im Labor zu finden – der effizienten Partikeltechnologie für kleinste Probenmengen!

Nano Sprühtrockner
Büchis neueste Gerätegeneration – der Nano Sprühtrockner B-90 – revolutioniert die Sprühtrocknung mit innovativer Technologie für Partikelgrößen bis in den Nanometer-Bereich für kleinste Substanzmengen mit hohen Ausbeuten.

Der Nano Sprühtrockner B-90 eignet sich besonders für die frühen Stadien der Verfahrens- und Produktentwicklung. Der modulare Glasaufbau ermöglicht einen sichtbaren Sprühprozess und eine schnelle und schonende Trocknung für eine Vielzahl von Anwendungen im Kleinstmaßstab, ideal für Machbarkeitsstudien im Forschungslabor, um wenige Milliliter Substanz zu trocknen.

Einsatzgebiete des Nano Sprühtrockners B-90 finden sich in der pharmazeutischen Technologie, Biotechnologie, Medizin, Lebensmittelindustrie, Chemie, Materialtechnologie und Nanotechnologie, mit Fokus auf Wirkstoff-Formulierung von komplexen und teuren pharmazeutischen Produkten, wie z.B. inhalierbare Pulver.

Die Tröpfchenerzeugung im Nano Sprühtrockner B-90 erfolgt mit einem piezoelektrischen Sprühkopf und einer dünnen vibrierenden Membran. Die Membran zeichnet sich durch eine Reihe mikrometerfeiner Löcher aus und schwingt mit Ultraschallfrequenz. Jede Sekunde stößt der Sprühkopf Millionen von präzisen Tröpfchen mit sehr enger Größenverteilung aus. Verschiedene Sprühmembranen mit 4,0, 5,5 und 7,0 μm Lochdurchmesser stehen zur Verfügung und ermöglichen Tröpfchengrößen zwischen 8 bis 21 μm, bzw. feinste sprühgetrocknete Partikel von 300 nm bis 5 μm Größe.

Bild 3: Der Nano Sprühtrockner B-90 setzt neue Maßstäbe im Labor für Partikelgrössen bis in den Nanometer-Bereich (300 nm bis 5 µm) für kleinste Substanzmengen (wenige Milligramm) mit hohen Ausbeuten bis zu 90%.

Die feinen sprühgetrockneten Partikel werden in einem elektrostatischen Partikelabscheider gesammelt – auch eine neuartige Technologie im Labormaßstab. Der Partikelabscheider erzielt überragende Ausbeuten von bis zu 90% für Feinstpartikel und Probenmengen im Milligrammbereich. Die einfache Installation des Glasaufbaus erleichtert die Reinigung und ermöglicht einen schnellen Substanzwechsel sowie die Möglichkeit der Sterilisation.

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