Alte Mühlen mahlen nicht schlechter, sie sind höchstens weniger flexibel und nicht modular genug, um schnell auf neue Anforderungen reagieren zu können. Das hat Frewitt vor Jahren erkannt und deshalb sein Mühlenkonzept den neuen Umständen vollständig angepasst, sprich: an aktuelle Kundenvorgaben und gesetzliche Richtlinien. Ein Blick in die Entwicklungswerkstatt des Unternehmens zeigt, nach welchen Kriterien heute Zerkleinerungsprozesse definiert und bei Kunden implementiert werden.
Test: Auf einer konischen Siebmühle Typ ConiWitt-250 mit dreiteiligem Rotorarm werden von zwei Kunden (A und B) Produkte – das heißt: Mischungen aus festen Wirk- und Hilfsstoffen, bereit zum Extrudieren und in feuchtem Zustand – bei 200 U/min respektive 400 U/min auf einer Raspel mit Lochdurchmessern von 1,5 mm zerkleinert.
Ergebnisse: Das Ethanol-haltige Produkt des Kunden A kann einfach getrocknet werden und erreicht einen Durchsatz von 400 kg/h. Es neigt aber beim Vermahlen in trockenem Zustand zum Verkleben. Um das Verstopfen des Siebs zu verhindern, darf die Produktzuführung nicht unterbrochen werden. Der Antrieb muss aufgrund der genannten Produkteigenschaften sehr leistungsfähig sein.
Die Mahlkammer soll viel Raum bieten, damit das Produkt genügend „Bewegungsfreiheit“ hat, seine Fließeigenschaften nicht verliert und in der gewünschten Menge die Sieblöcher passieren kann. Beim Vermahlen des feucht-klebrigen Produkts des Kunden B wird ein Durchsatz von 300 kg/h erreicht.
Anforderungen: Aufgrund der Kundenvorgaben an das Produkt, nämlich Partikelgröße und Dichte, und der Produkteigenschaft „neigt zum Verkleben“, müssen die Parameter Siebtyp, Lochdurchmesser, Rotor und Drehzahl genau aufeinander abgestimmt werden. Nur so kann die Qualität des Mahlguts garantiert werden. Das Fließverhalten des Produkts erfordert aufgrund des „engen Toleranzbereichs im Prozessfenster“ eine konstante Überwachung der Prozessparameter.
Nichts dem Zufall überlassen
Die konstante Prozessüberwachung gehört zur Hauptbedingung, damit die Kundenprodukte A und B der genannten Versuche sämtliche Qualitätskriterien erfüllen können. Das heißt im Klartext: Die kritischen Qualitätsattribute und Prozessparameter müssen kontrolliert und geregelt werden können. Ein schnelles Eingreifen in den Prozess bei unterschiedlichsten Prozessbedingungen ist gefordert.
Ohne Ausnahme sind in jeder konischen Siebmühle ConiWitt Elemente installiert, welche das schnelle Eingreifen in den Prozess gewährleisten: Prozessanzeige, Start-, Stopp- und Notaus-Knopf, je ein Potentiometer zur Drehzahlregulierung des Motors und des Dosierers. Beim Unter- oder Überschreiten der Drehzahl wird ein Alarm angezeigt. Je nach Vorgaben wie Anlageninertisierung, Druckstoßfestigkeit und so weiter, kann das Lager belüftet, gekühlt oder inertisiert werden – auch diese Funktionen sind überwacht.
Als Option kann auch eine Entstaubungs- und Filtervorrichtung mit automatischem Rückblassystem eingebaut werden, um Pulverpartikel, die aus der Mahlkammer austreten, zu filtrieren. Bei gewissen Anwendungen mag es notwendig sein, die Temperatur im Prozessraum, also dem Einlauftrichter, der Mahlkammer, zu kontrollieren und zu regeln. Weitere optionale Anwendungen sind Anlageninertisierung oder Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung während dem Betrieb fließend zu messen. Frewitt benutzt dazu ein Inline-Messsystem, das im Auslauf der Mahlkammer installiert werden kann.
Wichtiger Prozessparameter definiert
Die Versuche im Technikum mit den Kundenprodukten A und B haben dazu geführt, einen wichtigen Prozessparameter definieren zu können: Die Drehzahl. Bei der Drehzahl von 200 U/Min. konnte die vorgegebene Form und Konsistenz des Produkts nicht erreicht werden. Bei 400 U/Min. wurde das Produkt in die Mahlkammer geschleudert, was bei der Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung zu negativen Folgen führte. Bei einer Drehzahl von 300 U/Min. konnten hingegen sämtliche Vorgaben der Kunden erfüllt werden. Die richtige Drehzahl und der kontinuierliche Produktdurchsatz werden auf der konischen Siebmühle ConiWitt-250 mittels der Prozessanzeige sowie der stufenlosen Regulierung von Motor- und Dosiererdrehzahl erreicht. Nachdem sämtliche Testergebnisse ausgewertet waren, stand fest: Die neue ConiWitt mahlt nicht nur besser als ältere Mühlen, sie führt auch schneller und sicherer zum Ziel.
Schon jetzt „Multi-Purpose“
In einem Interview vor der Namur 2014 hat sich Dr. Hartmut Klocker, Leiter des VSS bei Siemens, zum Thema Pharma wie folgt geäußert: „Der Bedarf an sogenannten Multi-Purpose-Anlagen zur Herstellung mehrerer Wirkstoffe in einer Anlage wird steigen.“ Multi-Purpose-Anlagen sind für Frewitt nicht nur ein Schlagwort, sondern seit vielen Jahren fester Bestandteil des Lieferprogramms.
Als Beispiel ist hier die ConiWitt erwähnt, auf der mittels regelbarer Prozessparameter und dem einfachen Auswechseln von Mahlköpfen ganz unterschiedliche Mahlprozesse realisiert werden können. Mit der Ausrichtung der Prozesse auf Modularität und Flexibilität hat Frewitt einen wichtigen Schritt getan, um den kommenden Anforderungen von Kunden und den neuen Richtlinien der QbD (Quality by Design) gerecht zu werden.
