Zhen Li, Philipp Lau

Das Verfahren der Wirbelschicht-Sprühgranulation dient dem gezielten Erzeugen und Formulieren von grobkörnigen Granulaten aus Suspensionen, Lösungen oder Schmelze. Ein weites Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Produktion von Massengütern wie Waschmittel, Düngemittel oder Tierfutter.

Der Prozess der Wirbelschicht-Sprühgranulation lässt sich in verschiedene parallel ablaufende Mechanismen unterteilen. Betrachtet man den Weg eines Partikels vom Feststoff in der eingedüsten Suspension oder Lösung bis zum Produktpartikel, so lassen sich folgende Mechanismen unterscheiden: Keimbildung, Keimwachstum, Übergang vom Keim zum Kern und anschließendes Granulatwachstum bis hin zum Austrag durch ein Klassierorgan. Beim Wachstum lassen sich wiederum Agglomerationsprozesse, Wachstum durch Tropfenabscheidung und Staubeinbindung sowie negatives Wachstum durch Abrieb unterscheiden.

Um den Prozess zu beschreiben, wird ein Modell mit Hilfe der numerischen Simulation erstellt. Allerdings steht das Modell zur Beschreibung des Abriebs von Granulaten in der Wirbelschicht noch aus. Der Abrieb der Granulate in einer Wirbelschicht hängt nicht nur von der Stoffeigenschaft ab, sondern auch von vielfältigen Betriebsparametern, wie Fluidisationsluft, Düsenluft, Anlagengeometrie, Temperatur bzw. Feuchte.

Die Aufgabe besteht darin, ein Abriebsmodell zu entwickeln, das im vorhandenen Simulationsprogramm implementiert werden kann. Dieses Modell soll semi-empirisch sein und enthält die Parameter, die experimentell zu bestimmen sind. Zum Experiment steht eine Pilot-Wirbelschichtanlage im Labor zur Verfügung.