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Dispergieren

Mit dem richtigen Dispergierverfahren Rohstoffe, Zeit und Energie sparen

| Autor/ Redakteur: Dominik Seeger / Manja Wühr

Egal ob in der Chemie-, Pharma- oder Lebensmittelindustrie, die Kosten für Rohstoffe steigen weltweit. Die verarbeitenden Unternehmen suchen nach Wegen um weiterhin wettbewerbsfähig zu sein und sich von Marktbegleitern abzusetzen. Hier kann das richtige Dispergierverfahren den Ausschlag geben.

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Funktionsschema Conti-TDS Pulverbenetzung (Bild: Ystral)
Funktionsschema Conti-TDS Pulverbenetzung (Bild: Ystral)

Unterschiedliche Produkte, wie Lacke und Farben oder Medikamente und Cremes, werden auf der Grundlage einer oder mehrerer Dispersionen hergestellt. Eine sehr häufig vorkommende Dispersionsart ist die Suspension. Zur Herstellung einer Suspension werden vorliegende Agglomerate und Aggregate zerkleinert, in einem flüssigen Medium verteilt, benetzt und stabilisiert. Das Dispergieren/Verteilen ist ausschlaggebend für die Qualität der Suspension. Werden z.B. pulverförmige Rohstoffe (disperse Phase) in eine flüssige Vorlage (kontinuierliche Phase) dispergiert, ist die vollständige Benetzung der Festkörper eine der wichtigsten Grundlagen für die Qualität der Suspension. Eine vollständige bzw. kolloidale Benetzung der Rohstoffe bietet oft die Möglichkeit, Rohstoffmengen zu reduzieren.

Chargen-Dispergierer

Es gibt verschiedene Dispergierverfahren: Mischer und Rührer bestehen aus einem Antrieb, einer Welle mit entsprechenden Dichtungen und dem Rühr- bzw. Mischorgan an sich. Das Rühr- bzw. Mischorgan kann ein Propeller sein oder auch aus einem Stator und einem darin laufenden Rotor (Propeller) bestehen (Leitstrahlmischer). Mit diesen Systemen werden die vorhandenen Teilchen in der Flüssigkeit verteilt. Eine Zerkleinerung von Agglomeraten und Aggregaten findet nur im Ansatz statt, da kaum Scherkräfte vorhanden sind. Sie eignen sich u.a. zur Dispergierung von leicht zu benetzenden, nicht klebenden und nicht zur Agglomeration neigenden Feststoffen und Pulvern oder zum Homogenhalten einer Suspension.

Der Aufbau eines Dissolvers ähnelt dem von Mischern und Rühren, nutzt aber eine zahnbesetzte Rührscheibe zur Dispergierung. Die Scheibe erzeugt stärkere Pralleffekte. Ziel ist es, Agglomerate und Aggregate zu zerteilen, um eine feinere Suspension zu erhalten. Die Scherwirkung ist jedoch begrenzt und der Schergradient ist stark von der Viskosität der Flüssigkeit abhängig. Gerät die Flüssigkeit in Rotation, reduzieren sich die Pralleffekte und somit die Scherwirkung erheblich.

Die Funktion von Rotor-Stator-Systemen basiert konstruktiv auf geringen Spaltmaßen zwischen Rotor und Stator sowie geringen Spaltmaßen zwischen Rotor und Stator. Oft sind das rotierende und das statische Bauteil mit Zahnkranzgeometrien ausgestattet. Der Schergradient ist aufgrund der fest vorgegebenen Geometrien konstant und weitestgehend unabhängig von der Viskosität.

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