Dispergieren

Was ist eine Dispersion?

Im Kontext des Pulvermischens. Eine Dispersion ist ein heterogenes Gemenge aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden. Um ideale Mischgüten zu erzielen, müssen zunächst heterogene, disperse Stoffe desagglomeriert werden. Erst dann kann ein homogenes Gemisch – die sogenannte kontinuierliche Phase – entstehen. Hierfür wird der Prozess des dispergierenden Mischens angewandt. Ein Haufwerk aus trocknen Schüttgütern ist eine Dispersion bestehend aus Umgebungsluft und den Feststoffpartikeln. Die Menge der im Haufwerk befindlichen Luft kann ermittelt werden. Sie ist ein Maß für die Porosität.

Dispergieren: Definition und Bedeutung des Prozesses in der Mischtechnik

Eine homogene Dispersion ist ein Stoffgemisch in dem die Porosität homogen verteilt vorliegt. Agglomerate behindern den Mischvorgang. Agglomerate sind Zusammenballungen von Pulverpartikeln. Der Prozess des Desagglomerierens vereinzelt die Partikel. Die Grenzoberflächen aller Partikel stehen dann zur Verfügung für chemische Prozesse. Unter Einsatz eines angepassten Energieeintrags werden Agglomerate aufgebrochen. Dann können sie mikrofein in einem anderen Stoff verteilt werden. amixon^® hat zu diesem Zweck Mischanlagen entwickelt, die mit Wirbel-, Reib- und Prallkräften Mischgüter zuverlässig desagglomerieren und ideale Mischungen jederzeit gewährleisten.

Die Arten der Dispergierung: Trockendispergierung und Nassdispergierung

Verbleit das Pulver im trockenen Zustand, liegt eine Trockendispergierung vor. Werden Flüssigstoffe hinzugegeben, dass liegt die Feucht- oder Nassdispergierung vor. Wenn jede einzelne Partikel von der Flüssigphase umgeben ist, liegt eine Suspension vor.

Grundsätzlich sind feine Partikelkollektive in Flüssigkeiten leichter zu desagglomerierbar, da die gegenseitigen Haftkräfte geringer ausfallen. Bei der Nassdispergierung wird Schüttgut entweder als trockenes Pulver oder als Suspension in einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf gegeben und einem hohen Energieeintrag ausgesetzt. Diese Art der Dispergierung wird angewandt, wenn das Produkt zu starker Agglomerationsbildung neigt und nur sehr schwer zu dispergieren ist.

Erfolgreich trocken-dispergieren mit der amixon^® Mischtechnik

amixon^® liefert innovative Prozessapparate zum Zweck des Dispergierens. Dabei verfolgt amixon^® das Ziel, schonend zu mischen. Die Primärpartikeln sollen erhalten bleiben. Es soll kein Abrieb und kein Staub erzeugt werden.

Highshear-Blades

Um harte Agglomerate aufzubrechen, ragen Highshear-Blades seitlich in den Mischbehälter und arbeiten mit Geschwindigkeiten bis 3.000 rpm. Sie desagglomerieren, entklumpen und vergrößern die Grenzoberflächen. Mit Highshear-Blades findet die Flüssigkeitsstoffverteilung bei erhöhtem Energieeintrag unmittelbar durch Wirbel-, Reib- und Pralleffekte statt. Die Schneidrotoren unterstützen die Feinstverteilung flüssiger Bindemittel und hochviskose Flüssigstoffbeigaben. Sie werden mittels Zugabelanze unterhalb des Füllspiegels direkt in den Wirkbereich des Wirblers injiziert.

Dissolver arbeiten chargenweise

Dissolver können Suspensionen oder Lösungen erzeugen, wenn sie Pulver in einer Flüssigphase verteilen. Dissolver werden zur Dispergierung von leicht benetzbaren Materialien genutzt. Eine gezahnte Rührscheibe rotiert mit hoher Umfangsgeschwindigkeit unterhalb des Flüssigspiegels. Die Zähne zerreiben die Agglomerate in kleine Primärteilchen. Je schneller die die Scheibe dreht, desto höher ist der Energieeintrag. Aufgrund seiner hohen Umfangsgeschwindigkeit eignet sich ein Dissolver für niedrige bis mittelviskose Stoffe.

HighShear Mischer arbeiten kontinuierlich

Der zuvor beschriebene Vorgang kann auch kontinuierlich stattfinden. Ein Hochtourig drehendes Mahlwerkzeug fördert die Flüssigkeit im Kreis. Das Mahlwerkzeug hat Ähnlichkeit mit dem Rotor einer Kreiselpumpe. Dabei entsteht ein Vakuum. Das Pulver wird in die Flüssigkeit eingesaugt. Die Herstellung von Suspensionen funktioniert meistens gut, wenn die Flüssigkeit nicht schäumt.