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50 % Energie gespart

Energiesparender Dispergierer mit kurzen Durchlaufzeiten entbündelt Carbon Nanotubes

| Redakteur: Tobias Hüser

Bei Zerkleinerungsprozessen ist es oftmals unumgänglich, das Verfahren an das jeweilige Produkt anzupassen, um Produktionsleistung, Standzeit der Maschine und Bedienfreundlichkeit zu optimieren. Netzsch-Feinmahltechnik hat daher einen Dispergierer mit einer modular aufgebauten Dispergiereinheit entwickelt, der im Vergleich zu Rührwerkskugelmühlen und Hochdruckhomogenisatoren bei deutlich niedrigerem Druck betrieben wird und so Energie spart.

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Links: Aufbau des Dispergierorgans Netzsch Dispersion Device; rechts: der Economic Dispersionizer Omega
Links: Aufbau des Dispergierorgans Netzsch Dispersion Device; rechts: der Economic Dispersionizer Omega
(Bild: Netzsch-Feinmahltechnik)

Um den Energieverbrauch von Dispergierprozessen so niedrig wie möglich zu halten, ist in den meisten Fällen die richtige Kombination turbulenter Scherströmungen mit hohen Geschwindigkeitsdifferenzen und Kavitatonsbeanspruchungen entscheidend. Dies gilt nicht nur bei der Desagglomeration, Emulgierung und Desaggregation von Partikeln unterschiedlichster Form, sondern zeigt sich auch bei der Delaminierung von plättchenförmigen Partikeln und der Zerfaserung bzw. Entbündelung von Naturfasern oder Carbon Nanotubes.

Damit die Parameter Scherströmung, Turbulenz, Kavitation und Prallbeanspruchung optimal ineinander greifen, hat Netzsch-Feinmahltechnik den Economic Dispersonizer Omega entwickelt, dessen Funktionsprinzip den am Markt erhältlichen Hochdruckhomogenisatoren ähnelt. Allerdings werden die herkömmlichen Geräte mit Drücken bis zu 3000 bar betrieben – ein klarer Ansatzpunkt zur Optimierung.

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Dispergierorgan modular gebaut

Wesentliche Unterschiede ergeben sich durch den modularen Aufbau des Dispergierorgans Netzsch Dispersion Device. Dieses fördert die Produktdispersion mittels der Mitteldruckkolbenpumpe mit einem konstanten Volumenstrom. Das Filtermodul hält hierbei Kontaminationen wie Fasern, Haare oder Grobpartikel zurück, um Verstopfungen oder Schädigungen des Düsenmoduls zu verhindern. Im Düsenmodul beschleunigt die Dispersion auf Geschwindigkeiten bis 350 m/s, weshalb hier erste Scher- und Elongationsbeanspruchungen wirken.

Unter der zweiten Beanspruchung versteht man die Materialausdehnung der dispersen Phase durch eine hohe Beschleunigungskraft, die hauptsächlich beim Emulgieren von Bedeutung ist. Im Turbulenzmodul erfährt die Produktdispersion eine kombinierte Beanspruchung, hervorgerufen durch die turbulente Scherströmung und die Kavitation nach der Düse.

Bei der Herstellung von Emulsionen ist die Deformation in laminarer Dehnströmung in der Düse wie auch beim Austritt aus derselben in hohem Maße mitverantwortlich für eine Zerstäubung der Tröpfchen der dispersen Phase. Über den Düsendurchmesser und den Volumenstrom lässt sich der Druckabfall über der Düse regulieren.

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