Kornaufbau

Der Partikelaufbau ist ein zentrales Thema der Schüttguttechnik. Die Qualitätsmerkmale von hochwertigen Pulvern orientieren sich an folgenden Kriterien: Fließverhalten, Staubfreiheit und Dosierbarkeit. Durch Agglomeration werden Primärpartikel zu größeren Körnern zusammengefügt, ohne dass sich ihre chemische Zusammensetzung verändert. So entstehen Körnungen mit spezifischer Festigkeit und Porosität. Es gibt verschiedene Agglomerationsverfahren. Agglomeriert wird unter anderem in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, in der Rohstoffgewinnung, in der Chemie und in der Baustofftechnik.

Als Bindemittel wird bevorzugt Wasser eingesetzt. Dadurch werden verschiedene Mechanismen begünstigt. Zunächst entstehen Flüssigkeitsbrücken, die beim Trocknen in feste Kontakte übergehen. In wasserlöslichen Systemen tritt zusätzlich der Mechanismus der Verglasung auf. Dabei gehen Partikeloberflächen beim Benetzen teilweise in Lösung. Verdunstet das Wasser, bleibt eine amorphe, glasartige Schicht zurück, die als Klebstoff wirkt. Dieser Effekt kann sehr stabile Agglomerate erzeugen, macht die Materialien jedoch auch empfindlich gegenüber Feuchtigkeit.

Agglomeration dient nicht nur der Verbesserung der Handhabbarkeit von Pulvern. Sie steuert auch die Reaktivität, die Oberfläche und die Löslichkeit. Je nach Prozessführung entstehen dichte oder poröse Strukturen, die gezielt an die jeweilige Anwendung angepasst werden können. Verfahrenstechniker nutzen moderne Mischer und Granulatoren, um die Partikelgröße und -stabilität präzise einzustellen.

Eine Sonderform des Partikelaufbaus ist die Ummantelung. Durch das Beschichten mit Flüssigkeiten oder Feststoffen lassen sich Staub binden, Wirkstoffe schützen oder Freisetzungsprofile gezielt einstellen. Oft dient die Ummantelung auch dem Schutz vor Feuchtigkeit oder Oxidation. Entscheidend ist eine gleichmäßige Schichtbildung, die nur mit kontrollierter Strömungsführung im Prozess erreicht werden kann.

Der Partikelaufbau ist somit weit mehr als eine Vergröberung von Pulvern. Agglomeration und Ummantelung schaffen einen Mehrwert durch verbesserte Produkteigenschaften und funktionelle Zusatznutzen. Für Verfahrenstechniker ist es mitunter sehr herausfordernd, einen stabilen Agglomerationsprozess zu etablieren. Bevorzugt wird zumeist ein kontinuierlicher Agglomerationsprozess. Ringschicht-Mischgranulatoren der amixon GmbH können nahezu alle Arten von Pulver agglomerieren. Dabei erzielen sie in der Regel einheitliche Partikeldurchmesser. In jedem Fall sind Versuche im Technikum notwendig, um gute Ergebnisse zu erzielen.