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Mischtechnik Innovative Produktentwicklungen und -formulierungen im Feststoffbereich

Autor / Redakteur: Dr. G. Grünewald, DI R. Heinz, Dr. S. Bensmann, DI T. Pischel, Prof. Dr. F. Kleine-Jäger / Dipl.-Medienwirt (FH) Matthias Back

Den verfahrenstechnischen Aufgaben Mischen und Agglomerieren kommt bei Verfahren der chemischen Industrie in vielen Fällen eine Schlüsselstellung zu. Schließlich entscheiden diese Schritte häufig am Ende eines Feststoffprozesses über die geforderten Produkteigenschaften. Im folgenden Beitrag werden einige aktuelle industrielle Fragestellungen dieses Fachgebietes angesprochen und Beispiele aus den Bereichen Forschung und Produktentwicklung vorgestellt.

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Intelligente Prozessführung erlaubt die effiziente Herstellung von Hohlkugeln, die sich aufgrund ihrer großen Oberfläche für vielversprechende Anwendungen eignen.
Intelligente Prozessführung erlaubt die effiziente Herstellung von Hohlkugeln, die sich aufgrund ihrer großen Oberfläche für vielversprechende Anwendungen eignen.
(Bild: BASF)

Mischen und Agglomerieren sind Verfahrensschritte, die an den verschiedensten Stellen eines Herstellprozesses mit jeweils unterschiedlichen Zielstellungen zum Einsatz kommen. So müssen pulverförmige Einsatzstoffe gegebenenfalls homogen vorgemischt, abgesiebte Fein- und Grobfraktionen aus verschiedenen Stellen des Prozesses zurückgeführt oder die Nutzfraktion am Ende des Prozesses mit pulverförmigen Additiven versehen werden.

Eine homogene Mischung der verschiedenen Stoffe ist dabei Voraussetzung für die gezielte und reproduzierbare Einstellung von Produkteigenschaften, wie Staub- und Verbackungsverhalten, Redispergierbarkeit oder Schüttdichte. Die Kornvergrößerung durch Agglomeration kann im Rahmen eines Herstellprozesses ebenfalls verschiedene Zielstellungen haben. So werden beispielsweise Einsatzstoffe voragglomeriert, um das Staub-, Dosier-, Verbackungs- oder Entmischungsverhalten zu verbessern. Die gleichen Zielstellungen oder gewünschten Produkteigenschaften können auch am Ende eines Prozesses einen Agglomerationsschritt erfordern.

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Mischen und Agglomerieren

Besondere Herausforderung beim Feststoffmischen ist das homogene Einbringen von Pulvern in viskose Flüssigkeiten oder Gele, wie bei Rückführungen von Feststoffströmen an den Anfang eines Herstellungsprozesses. Für diese verfahrenstechnische Aufgabe gibt es je nach Viskosität der Flüssigkeit verschiedene technische Möglichkeiten, wie Injektoren, selbstansaugende Inline-Dispergierer, Intensivmischer oder auch Extruder und Kneter. Bei der Produktveredelung der Nutzfraktion am Ende eines Herstellungsprozesses gibt es ebenfalls herausfordernde Aufgaben.

Ein Beispiel ist das homogene Untermischen von sehr geringen Anteilen feinteiliger Zusatzstoffe in einen kontinuierlichen Produktstrom. Dabei muss ein gleichmäßiges Pulvercoating der feinteiligen Hilfsstoffpartikel auf den größeren Produktpartikeln erreicht werden. Für qualitativ hohe Anforderungen an das Pulvercoating, wie Anti-Verbackung oder Pulverlackanwendungen, wurde bei BASF ein Verfahren entwickelt, bei dem das submikrone Coatingmaterial mit einer Mühle desagglomeriert, anschließend elektrostatisch stabilisiert und schließlich in einem Intensivmischer dispergiert und mit dem zu coatenden Produkt gemischt wird.

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