Sprühtrocknung ist ein Verfahren, bei dem festes Material durch Ausstoßen von Flüssigkeiten oder Schlämmen, Mischungen von Feststoffen und Flüssigkeiten, aus Düsen in erhitzte Luftströme hergestellt wird. Dies wird verwendet, um eine breite Palette von pulverförmigen und festen Chemikalien herzustellen, die von Düngemitteln bis hin zu pulverförmigen Arzneimitteln reichen. Die Herstellung von Feststoffen aus Flüssigkeiten oder Mischungen reduziert die Versandkosten, verbessert die Lagerfähigkeit und bietet die Möglichkeit, Partikel unterschiedlicher Form für spezifische Anwendungen herzustellen. Die Sprühtrocknungstechnologie wurde erstmals Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt, aber erst in den 1920er Jahren kommerziell genutzt, als Verbesserungen einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichten.
Der Prozess der Sprühtrocknung kann in offenen oder geschlossenen Tanks oder Lagerhallen erfolgen. Produkte können oben auf offene Lagertanks oder Behälter gesprüht werden, und die Flüssigkeit verdunstet, bevor das Produkt den Boden erreicht. Erhitzte Luft kann oben zusammen mit dem Produkt eingeführt werden, was als Gleichstrom bezeichnet wird, da sich Luft und Produkt in die gleiche Richtung bewegen. Gegenstrom tritt auf, wenn das Produkt nach unten fließt und sich die Luft von unten nach oben im Tank bewegt.
Ein Mixed-Flow-System kann für unterschiedliche Materialien und Trocknungsmuster verwendet werden. Die Düse zeigt normalerweise nach oben und erzeugt ein Muster nach oben. Am Boden des Tanks wird Luft eingeführt. Die Partikel bewegen sich im Luftstrom zuerst nach oben und fallen dann gegen den Luftstrom nach unten, wodurch eine Mischströmung entsteht. Diese Sprühtrocknungssysteme können für größere Partikelgrößen oder Materialien nützlich sein, die zusätzliche Trocknungszeit erfordern.
Produkte, die aus Sprühtrocknungssystemen hergestellt werden, sind normalerweise runde Kugeln, aber es können auch andere Formen hergestellt werden. Das Seitenverhältnis oder das maximale Verhältnis von Länge zu Breite der Produktform wird normalerweise verwendet, um nicht kugelförmige Formen zu messen. Es kann ein kugelförmiges Material hergestellt werden, das jedoch in der Mitte hohl ist, um das Gewicht zu reduzieren. Es kann ein zweistufiges System verwendet werden, bei dem im ersten Schritt ein noch leicht nasses Produkt entsteht und das Material in einem zweiten Schritt zu größeren Partikeln, sogenannten Aggregaten, zusammenklebt.
Die Düse kann für unterschiedliche Produkte oder Partikelgrößen gewechselt werden. Sowohl stationäre als auch rotierende Zerstäuber werden verwendet, um Kugeln zu erzeugen. Rotationszerstäuber verwenden eine sich drehende Düse, um das Material in feinen Tröpfchen auszustoßen. Zweistoffdüsen können ein Gemisch aus Produkt und Druckluft oder Dampf verwenden, um ein Sprühmuster zu erzeugen. Die Verwendung von Druckluft oder Dampf erhöht die Kosten des Produkts, kann jedoch für Materialien erforderlich sein, die sehr dick sind oder eine Dampferhitzung erfordern, um Flüssigkeiten zu sein.
Die Gefriertrocknung kann zum Trocknen von Produkten verwendet werden, indem Flüssigkeiten in gekühlte Lagertanks gesprüht werden. Die Flüssigkeiten werden durch Gefrieren und Sublimation entfernt oder direkt von fest zu gasförmig ohne zu schmelzen. Diese Technik kann nützlich sein, um Wirkstoffe oder andere wärmeempfindliche Chemikalien herzustellen.