Benetzungsverfahren

In der Verfahrenstechnik bezeichnet Benetzung den Prozess, bei dem eine Flüssigkeit feste Oberflächen überzieht. Zwischen den Partikeln eingeschlossene Luft wird verdrängt und durch Flüssigkeit ersetzt. Ziel ist eine gleichmäßige Bedeckung aller Partikeloberflächen. Die Benetzbarkeit hängt vom Verhältnis der Oberflächenenergien zwischen Feststoff, Flüssigkeit und Gasphase ab. Sie wird über den Kontaktwinkel beschrieben:

γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)

Dabei gilt: θ < 90° → gute Benetzung; θ > 90° → schlechte Benetzung.

• γ_SG = Grenzflächenspannung Feststoff–Gas
• γ_SL = Grenzflächenspannung Feststoff–Flüssigkeit
• γ_LG = Grenzflächenspannung Flüssigkeit–Gas
• θ = Kontaktwinkel

Formen der Benetzung: 

a) Suspendierendes Benetzen (Einarbeiten von Pulvern in Flüssigkeiten). Ein feindisperses Pulver wird in einem flüssigen Medium verteilt, um eine homogene Suspension oder Lösung zu erzeugen. Alle Porenluftanteile müssen entfernt und Agglomerate in Primärpartikel zerlegt werden. Das Ergebnis ist eine pumpfähige Dispersion oder Lösung. Hierzu kommen High‑Shear‑Mischsysteme zum Einsatz, beispielsweise Rotor‑Stator-Systeme, Schneidrotoren oder Anlagen mit Vakuumeinzug. Diese Geräte erzeugen hohe Energiedichten, um Partikel gleichmäßig zu umfließen und zu stabilisieren.

b) Suspendierendes Benetzen (Flüssigkeitsauftrag auf Pulvergemische). Ein Schüttgut wird mit einer definierten Flüssigkeitsmenge beaufschlagt. Ziel ist ein homogenes, fließfähiges Mischgut, dessen Partikeloberflächen gleichmäßig im richtigen Anteil benetzt sind. Agglomerate bleiben dabei erhalten oder werden gezielt desagglomeriert. Zum Einsatz kommen Präzisions‑Pulvermischer, die je nach Aufgabe schonend oder intensiv dispergierend mischen und benetzen. Bei der Sprühbenetzung wird die Flüssigkeit über Düsen fein zerstäubt. Tropfengröße, Tropfenspektrum, Düsenausrichtung und Position im Mischraum bestimmen die Homogenität und Benetzungsgeschwindigkeit. Feine Tropfen erhöhen die Kontaktwahrscheinlichkeit und verbessern die Partikelbedeckung.

Verfahrenstypen: Benetzungsverfahren können sein:

• Diskontinuierliche Batchprozesse, z. B. Sprühbenetzung in einem Chargenmischer.
• Kontinuierliche Inline‑Verfahren, z. B. Pulverbenetzungsanlagen mit Rotor‑Stator‑System und Vakuumeinzug.

In amixon® Pulvermischern wird die Flüssigkeit unterhalb des Schüttgutspiegels fein zerstäubt. Sie tritt direkt in den intensiven Partikelstrom ein und wird dort gleichmäßig verteilt. So wird die Prozesszeit verkürzt und die Homogenität verbessert. Die Verfahren können wahlweise extrem schonend oder hochgradig desagglomerierend betrieben werden. Vorführungen und Versuche finden im amixon® Technikum statt.