Produktdesign disperser Stoffe: Industrielle Granulation

Die Herstellung von Granulaten aus pulverförmigen Feststoffen unter Flüssigkeitszusatz mit anschließender Trocknung/Kühlung ist in der Industrie weltweit bei Dünge‐, Wasch‐ und Reinigungsmitteln, bei Eisenerzpellets und Blähton (Bauhilfsstoff) sowie als Vorstufe der Tablettierung von therapeutischen Stoffen etabliert. Mit der Nassgranulation lassen sich die Pulver im Produktdesign verbessern. Im Vergleich zu den Primärteilchen sind die erzeugten Granulate größer, runder, stabiler und fließfähiger. Aus den Unterschieden in den Korngrößenverteilungen der Primärteilchen (sehr breit/mono‐ und bimodal oder sehr eng) lassen sich drei Granulationstypen ableiten, die sich in der Granulationsdauer unterscheiden. Diese wird über das Durchmesserverhältnis der agglomerierenden Teilchen bestimmt. Feine Teilchen haften im Gegensatz zu großen Partikeln sofort fest am groben Kernmaterial. In Agglomeraten aus gleich großen Teilchen lösen sich immer wieder Flüssigkeitsbrücken und bilden sich neu, bis stabile Agglomerate entstehen. Das Scale‐up für die Granulation in horizontalen Mischern beruht auf gleichen Mischertypen, der geometrischen Ähnlichkeit und auf identischen Froude‐Zahlen. Alle Betriebsbedingungen sind vergleichbar einzustellen. Ein repräsentatives Produktmuster erfordert drei Granulationen hintereinander, wobei die zweite und dritte Charge unter Zusatz der gemahlenen Über‐ und Unterkornanteile sowie der Filterstäube durchzuführen ist. Das Produktdesign lässt sich über die Prozessführung beeinflussen.