Chemie Ingenieur Technik (72) 8 I 2000
S. 852 ± 858 ã WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69469 Weinheim, 2000
852 W I S S E N S C H A F T L I C H E K U R Z M I T T E I L U N G E N
0009-286X/2000/0808-0852 $17.50 +.50/0
g r i e c h i s c h e B u c h s t a b e n
Bislang werden je nach Anwendungsfall einfa-
ches Abtropfen, der laminare Strahlzerfall (Vibrationsver-
fahren), Atomizer-Verfahren oder Agglomerations- bzw.
Granulationsverfahren zur Partikelformung eingesetzt.
Nachteilig bei diesen Verfahren ist insbesondere die Be-
schraÈnkung, nur niedrigviskose Fluide einsetzen zu koÈnnen,
sowie das Problem, nicht gleichzeitig monodisperse Partikel
mit hohen Produktionsraten herstellen zu koÈnnen.
Das kuÈ rzlich vorgestellte Strahlschneider-Verfah-
a
[8]
halber DiffusoroÈffnungswinkel
g
[kg m-1 s-1] dynamische ViskositaÈt
u
l
H
q
[8]
Winkelposition des EmpfaÈngers
[-]
Feststoffbeladung
Winkelposition des Senders
Dichte
[8]
[kg m-3]
I n d i c e s
k
P
1
2
`
kritisch
Partikel
ren [1 ± 4] ist eine neue Technologie zur Herstellung mono-
disperser Partikel (Perlen), das aufgrund seiner Vorteile
(einfache Technologie, Einsatz niedrig- bis hochviskoser
Fluide, hohe Produktionsraten, einfaches Scale-up) ein gro-
ûes Potential besitzt, die bislang gaÈngigen Verfahren zur Par-
tikelherstellung zu ersetzen.
vor dem Diffusor
hinter dem Diffusor
SchwankungsgroÈûe
Literatur
2 Das Strahlschneider-Verfahren
2.1 Funktionsprinzip
[1] TSU JI, Y.; M OR IK AW A, Y.; SH IOM I , H.
LDV Measurements of an Air-Solid Two-Phase
Flow in a Vertical Pipe, J. Fluid Mech. 139 (1984)
S. 417/434.
Zur Perlenherstellung mit dem Strahlschneider-Verfahren
wird das Fluid, aus dem die Partikel hergestellt werden sol-
len, in Form eines Vollstrahles mit hohen Geschwindigkei-
ten aus einer DuÈ se gedruÈ ckt. Direkt unterhalb der DuÈ se be-
findet sich ein rotierendes Schneidwerkzeug, das aus kurzen
DraÈhten in einer Fassung besteht, welches den Fluidvoll-
strahl in zylindrische Segmente zerteilt. Beim weiteren Fal-
len formen sich aus diesen Segmenten aufgrund der Ober-
flaÈchenspannung sphaÈrische Partikel, die aufgefangen wer-
den koÈnnen. Eine Prinzipskizze des Strahlschneider-Ver-
fahrens ist in Abb. 1 dargestellt.
[2] K UL IC K, J. D.; F ES SLE R, J. R .; E ATON, J. K .
Particle Response and Turbulence Modulation in
Fully Developed Channel Flow, J. Fluid Mech. 277
(1994) S. 109/134.
[3] TR OPE A, C.
A Note Concerning the Use of a One-Component
LDA to Measure Shear Stress Terms, Exper. in
Fluids 1 (1983) S. 209/210.
[4] TR IE SCH , O.; BOH NET, M .
CFD-Calculation of Pressure Drop for Pipe and
Diffuser Gas-Solids Flow, in: Two-Phase Flow
Modelling and Experimentation 1999 (Hrsg.:
CE LATA, G. P.; DI M AR CO, P.; SH AH, R . K .), Edizioni ETS,
Pisa 1999, Vol. 2, S. 1343/1349.
Die GroÈûe der hergestellten Partikel ist zur Zeit im
Bereich von etwa 120 lm bis hin zu mehreren Millimetern
frei waÈhlbar und kann durch den DuÈ sendurchmesser, den
Volumenstrom durch die DuÈ se, die Anzahl an SchneiddraÈh-
ten und die Rotationsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeu-
ges eingestellt werden. Die ViskositaÈt des Fluids hat keinen
limitierenden Einfluss auf die Partikelbildung an sich, son-
dern nur auf den Druckverlust in der DuÈ se, der aber leicht
durch ein geeignetes FoÈrderaggregat uÈ berwunden werden
kann. Somit koÈnnen mit dem Strahlschneider-Verfahren
niedrig-, mittel- und sogar hochviskose, sirup-artige Fluide
mit ViskositaÈten bis zu einigen Tausend mPa Á s verarbeitet
werden.
[5] HE TSR ONI, G.
Particles-Turbulence Interaction, Int. J. Multiphase
Flow 15 (1989) S. 735/746.
Herstellung sphaÈrischer Partikel mit
dem Strahlschneider-Verfahren*
U L F P R Û û E , J Ú R G D A L L U H N , J Û R G E N B R E F O R D U N D
K L A U S - D I E T E R
V O R L O P * *
1 Problemstellung
Abbildung 1.
Prinzipskizze des Strahlschneider-Verfahrens.
Verfahren zur Herstellung monodisperser Partikel aus Flui-
den sind von groûem wirtschaftlichen Interesse und finden
in verschiedenen Industriezweigen, z. B. der Lebensmittel-
industrie, der pharmazeutischen und chemischen Industrie
oder der Biotechnologie, Anwendung.
..............................................................................................................
Vortrag anlaÈ sslich der GVC-Jahrestagung,
29. Sept./1. Okt. 1999 in Leipzig.
Dr. U. P R Ûû E, Dr. J. DALLU HN, J. BRE FO RD, Prof.
Dr. K.-D. VO RL OP, Bundesforschungsanstalt fuÈ r
Landwirtschaft (FAL), Institut fuÈ r Technolo-
gie und Biosystemtechnik, Bundesallee 50,
D-38116 Braunschweig.
*
**