Eigenschaftsfunktion zur Berechnung der Staubungsneigung von Pulvern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eberhard Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238865079

Die Staubungsneigung eines dispersen Feststoffes kann als Eigenschaft (im Sinne eines Summenparameters) verstanden werden, bei bestimmter Handhabung in gasförmiger Umgebung eine Partikelfraktion spezieller Menge und Größenverteilung, zumindest kurzzeitig, gasgetragen freizusetzen. Diese Staubfreisetzung ist in der Regel unerwünscht, da diese mit einem Materialverlust (wertvoller Ressourcen oder Produkte) und oft mit einer Belastung oder Gefährdung der beteiligten Personen und einer Verschmutzung des Arbeitsumfeldes oder der Umwelt verbunden ist. Die Staubungsneigung ist demnach eine wichtige, aber bisher in ihrer Bedeutung vernachlässigte anwendungstechnische Produkteigenschaft, die sich entlang des Prozessweges beispielsweise durch Zerkleinerung, Agglomeration, Klassierung oder Mischung der beteiligten Feststoffe ändern kann. Erste Eigenschaftsfunktionen, die diese, oft auch zeitlich veränderliche und damit in die Dynamik der Prozesse eingebundene, Staubungsneigung in Abhängigkeit der Verteilungen von Partikelgröße, Partikelform und Partikelwechselwirkung der dispersen Systeme bei bestimmter Handhabung beschreiben, werden im Rahmen dieses Projektes ermittelt.Hierzu werden sowohl Experimente an Laboranlagen wie zum Beispiel Freier Fall und Aufprall in ruhender Luft, Rutsch- und Fallbewegung in rotierender Trommel, Dispergierung mittels Druckluftstoß oder Aufwirbelung im Luftstrom unter sehr genau definierten Randbedingungen durchgeführt als auch physikalisch basierte Modelle aufgestellt werden. Diese Modelle werden in einer innovativen Art durch hier erstmals eingeführte Fraktionsfreisetzungsgrade beschrieben sein, die zusammen mit zeitlich veränderlichen Beanspruchungsfunktionen (Apparateeigenschaften) und Festigkeitsfunktionen (Materialeigenschaften) die transienten Vorgänge der Staubung quantitativ vorhersagen helfen sollen. Durch fest vereinbarte Kooperationen mit Projektleitern anderer Forschungsstellen, die Prozesse der Feststoffverfahrenstechnik anwendungsnah untersuchen, sollen die gefundenen Eigenschaftsfunktionen bezüglich ihrer Praxistauglichkeit bewertet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1679: Dynamische Simulation vernetzter Feststoffprozesse