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Sofiia Dibrova, Sandra Breitung

• Feine Pulver neigen stark zur Anhaftungs- und Klumpenbildung. Selbst bei streng kontrollierten Umgebungsbedingungen und minimalen mechanischen Belastungen tritt dieses Problem weiterhin auf. Besonders ausgeprägt ist das Phänomen bei Partikeln kleiner als 100 μm, für die die Schwerkraft praktisch keine Rolle mehr spielt [1]. Wechselwirkungen zwischen Partikeln sowie zwischen Partikeln und Wandoberflächen führen zu Ablagerungen, die die Qualität und Sicherheit des Endprodukts beeinträchtigen und im Zeitverlauf Produktionsausfälle verursachen können [2 – 4]. Ein Beispiel für Caking in einem gasdurchströmten System zeigt Abb. 1 anhand einer Laborspiralstrahlmühle. Im Projekt „Fluid-Cake“ wird das Caking-Phänomen an fluidisierten Systemen untersucht. Für die praktische und schnelle Untersuchung des Anhaftungsverhaltens unterschiedlicher Pulver wurde ein Pulverversuchsstand konstruiert, in dem verschiedene Produkte direkt getestet werden können. Der Versuchsstand bietet den Vorteil, dass unterschiedliche Einflussfaktoren – wie Pulver- undFeine Pulver neigen stark zur Anhaftungs- und Klumpenbildung. Selbst bei streng kontrollierten Umgebungsbedingungen und minimalen mechanischen Belastungen tritt dieses Problem weiterhin auf. Besonders ausgeprägt ist das Phänomen bei Partikeln kleiner als 100 μm, für die die Schwerkraft praktisch keine Rolle mehr spielt [1]. Wechselwirkungen zwischen Partikeln sowie zwischen Partikeln und Wandoberflächen führen zu Ablagerungen, die die Qualität und Sicherheit des Endprodukts beeinträchtigen und im Zeitverlauf Produktionsausfälle verursachen können [2 – 4]. Ein Beispiel für Caking in einem gasdurchströmten System zeigt Abb. 1 anhand einer Laborspiralstrahlmühle. Im Projekt „Fluid-Cake“ wird das Caking-Phänomen an fluidisierten Systemen untersucht. Für die praktische und schnelle Untersuchung des Anhaftungsverhaltens unterschiedlicher Pulver wurde ein Pulverversuchsstand konstruiert, in dem verschiedene Produkte direkt getestet werden können. Der Versuchsstand bietet den Vorteil, dass unterschiedliche Einflussfaktoren – wie Pulver- und Partikeleigenschaften, Wahl der Prozessparameter und Wandmaterialien – gemeinsam bewertet werden können. Während bisherige Untersuchungen die Abhängigkeit des Adhäsionsverhaltens von Wandmaterialien, Pulverbeladungen und gewählten Gasgeschwindigkeiten gezeigt haben, werden in aktuellen Studien zusätzlich der Einfluss von Pulvereintreffwinkeln, Beschichtungs-stoffen und Reinigungsansätzen sowie die Modifikation des Kohäsionsverhaltens durch den Einsatz flüssiger Additive untersucht. Parallel werden die Pulver- und Partikeleigenschaften charakterisiert und die relevanten Fluidisierungssysteme mittels CFD nachgebildet. Diese vielseitige Herangehensweise ermöglicht eine umfassende Analyse der Faktoren, die das Caking-Phänomen beeinflussen, und liefert praxisrelevante Empfehlungen für die Auswahl geeigneter Pulver und Prozessparameter bereits in der Planungsphase.…