Bis zu 50 Prozent des Wärmeenergieverbrauchs beim Beschichten von Tabletten lassen sich mit dem neuen Energierückgewinnungssystem (ERS) von Romaco Tecpharm einsparen. Die Technologie basiert auf der Rückgewinnung von Abwärme, die während des Beschichtungsprozesses entsteht. In die Lüftungsanlage des Tablettencoaters wird dazu ein Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher integriert. In dem rekuperativen System kreuzen sich die Zu- und Abluftströme in entgegengesetzter Richtung, ohne sich zu vermischen. Dazu strömen die Prozessluftströme durch separate Luftkanäle, die zwischen den orthogonalen Platten des ERS angeordnet sind. Die Wärmeenergie wird durch die Platten übertragen, deren rechtwinklige Form einen homogenen und effizienten Wärmeaustausch gewährleistet. Diese neuartige Form der Energierückgewinnung für Tablettencoater ist durch ein Gebrauchsmuster geschützt.
Da das Besprühen der Tabletten mit der flüssigen Coatingsuspension und das Trocknen der Tabletten gleichzeitig erfolgen muss, ist der Coatingprozess sehr energieintensiv. Zum Trocknen des Tablettenbetts wird sehr heiße, trockene Luft in die Trommel des Coaters eingeleitet und durch das Tablettenbett geleitet. Dadurch verdampft die Sprühflüssigkeit auf der Tablettenoberfläche, während die Tabletten mit den Feststoffpartikeln der Coatingsuspension beschichtet werden. Dabei sinkt die Temperatur der mit Wasserdampf gesättigten Luft nur geringfügig ab. Der geringe Temperaturverlust im Trommelinneren ist auf die schlechte Wärmeleitfähigkeit der Tabletten zurückzuführen. Dies hat zur Folge, dass während des gesamten Coatingprozesses kontinuierlich sehr warme, energiegeladene Luft ausgetragen wird. Diese Wärmeenergie bleibt zum größten Teil ungenutzt. Das Energierückgewinnungssystem von Romaco Tecpharm setzt dieser prozessimmanenten Verschwendung erstmals ein Ende.
Im folgenden Fallbeispiel wird die energiereiche Prozessabluft nicht ungenutzt abgeleitet. Stattdessen wird sie mit einer Temperatur von etwa 45 bis 50 Grad Celsius durch den Plattenwärmetauscher des ERS zurückgeführt. Dort erwärmt sie die einströmende Zuluft. Bevor die frische Zuluft durch das Energierückgewinnungssystem strömt, muss sie getrocknet werden. Dazu wird sie über eine Kühlschlange auf gut zehn Grad Celsius abgekühlt, was zur Kondensation führt. Mit einer Restfeuchte von etwa acht Gramm pro Kilogramm durchströmt die Zuluft nun den orthogonalen Wärmetauscher. Hier wird sie auf etwa 35 bis 40 Grad Celsius erwärmt. Anschließend wird sie weiter auf die Prozesstemperatur von in diesem Fallbeispiel etwa 70 Grad Celsius aufgeheizt. Durch das integrierte Energierückgewinnungssystem ist die Überwindung einer Temperaturdifferenz von nur 30 Grad Celsius notwendig. Ohne ERS wäre die Differenz mit rund 60 Grad Celsius doppelt so groß. Ergo können mit dem Energierückgewinnungssystem bis zu 50 Prozent Wärmeenergie eingespart werden. Dies entspricht einer Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs des Tablettencoaters um rund 20 Prozent.
Auch die Austrittstemperatur der Prozessabluft sinkt durch den Wärmetausch. Dies wiederum vereinfacht die Neuinstallation des Tablettencoaters erheblich. Die Temperatur der Abluft verringert sich nach dem Durchlauf durch die Energierückgewinnungsanlage um mehr als 50 Prozent, so dass sie im beschriebenen Beispiel mit 20 Grad Celsius statt vorher mit 45 bis 50 Grad Celsius an die Umwelt abgegeben wird.
Das enorme Energieeinsparpotenzial des ERS kommt besonders bei großen Produktionsanlagen zum Tragen, da hier der Luftdurchsatz pro Charge entsprechend höher ist. Der absolute Betrag an eingesparter Wärmeenergie ist bei großen Durchsätzen entsprechend hoch. Mit der Energieeinsparung sinken auch die Produktionskosten. Dies ist besonders relevant bei der Herstellung von Standardprodukten, die in großen Mengen produziert werden und einen vergleichsweise geringen Verkaufswert haben. Hier erweist sich das Energieeinsparpotenzial des ERS als besonders rentabel.
Die durch das Energierückgewinnungssystem erzielte Energieeinsparung kann mit Hilfe eines Energiemonitors genau gemessen und dargestellt werden. Das Analyseinstrument erfasst die Verbräuche in Echtzeit und ermittelt neben der eingesparten Menge an thermischer Energie auch die CO2-Emissionen des Trommelcoaters. Damit liefert der Energiemonitor verlässliche Daten für den jährlichen Nachhaltigkeitsbericht, zu dem immer mehr Unternehmen gesetzlich verpflichtet sind. Das Energiemonitoring ist in das Bedienterminal des Tablettencoaters integriert und optional erhältlich.
Die Systementwicklung ist ein Meilenstein für mehr Nachhaltigkeit in Pharmaproduktionen. Das ERS ist für alle Neumaschinen von Romaco Tecpharm verfügbar und kann bei Bedarf auch in bestehende Anlagen integriert werden. Mit der Einführung der Produktfamilie Optima hat Romaco Tecpharm 2019 bereits einen ersten Schritt in Richtung klimafreundlicherer Coating-Prozesse getan. Die hochautomatisierten Trommelcoater des Herstellers verbrauchen deutlich weniger Sprühsuspension, was die Prozesszeiten verkürzt, den Luftdurchsatz reduziert und so den Energieverbrauch und damit die Produktionskosten senkt. Die Investition in Hightech-Lösungen lohnt sich also nicht nur aus ökonomischer Sicht. Sie ist auch ökologisch nachhaltig und senkt die Kosten für Mensch und Natur. Sie finden Romaco auf der Achema 2024 in Frankfurt am Main in Halle 3.0 am Stand B49.
