Dispergierung

Im Fachbereich Dispergieren liegt der Themenschwerpunkt auf:

  • Energieeffiziente Herstellung von Dispersionen
  • Prozessoptimierung und Verbesserung der Dispergiergüte

Einige ausgewählte Beispiele unserer Tätigkeiten im Bereich Dispergierverfahren sind:

  • Auswahl und Erprobung geeigneter Verfahren abhängig von den Produkteigenschaften
  • Herstellung von Suspensionen und Emulsionen
  • Durchführung von Versuchstagen zum Vergleich verschiedener Dispergierverfahren
  • Begleitung des Upscaling vom Labor- zum Industriemaßstab
     
Martin Mühlbach
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Dispergierverfahren
Selb
+49 9287 99880-15
m.muehlbach@skz.de
Marc Weiser
Projektingenieur Dispergierverfahren
Selb
+49 9287 99880-18
m.weiser@skz.de

Technische Ausstattung

Mitteldruckhomogenisator

Aufgabe

  • Dispergierung von agglomerierten Partikeln 
  • Herstellung von Emulsionen


Funktionsprinzip

  • im Dispergierorgan wird durch Druckunterschiede Energie in sehr hohe Geschwindigkeiten umgewandelt (bis zu 300 m/s)
  • Krafteinwirkung durch Turbulenz, Kavitation und gezielt angewandte Scher- und Prallkräfte auf das Produkt


Parameter

  • Arbeitsdruck zwischen 10 und 700 bar
  • Förderleistung 18 – 60 l/h
  • Typische Batchgröße 5 – 100 l


Typische Anwendungsgebiete

  • Lacke und Beschichtungen
  • Harzsysteme
  • Lebensmittel und Getränke
     
Hochdruckhomogenisator

Aufgabe

  • Dispergierung von agglomerierten Partikeln 
  • Herstellung von Emulsionen


Umsetzung

  • Im Dispergierorgan wird durch Druckunterschiede Energie in sehr hohe Geschwindigkeiten umgewandelt
  • Krafteinwirkung durch Turbulenz, Kavitation und gezielt angewandte Scherkräfte auf das Produkt


Parameter

  • Maximaler Arbeitsdruck: 2.000 bar


Typische Anwendungsgebiete

  • Lacke und Oberflächensysteme
  • Harzsysteme
  • Lebensmittel und Getränke
Dissolver

Aufgabe

  • Schnellmischaggregat zum intensiven und zeitsparenden Mischen und Dispergieren 


Umsetzung

  • Mischwerkzeug: verschiedene Zahnkranzscheiben


Parameter

  • Drehzahl: 500 – 6.000 min-1
  • Typische Batchgröße von 1 – 10 l


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben, Lacke und Oberflächensysteme
  • Harzsysteme und Klebstoffe
Rotor-Stator-Dispergierer

Aufgabe

  • Multifunktionale Labormaschine zum Mischen, Nassvermahlen, Dispergieren und Eintrag von Pulvern in Flüssigkeiten


Umsetzung

  • einstufiges Dispergiermodul Ultra-Turrax (Rotor-Stator)
  • mehrstufige Hochleistungsdispergiermaschine Dispax-Reactor (Rotor-Stator für feine Partikelzerkleinerung mit enger Korngrößenverteilung)
  • CMS-Modul für das Fest-Flüssig-Mischen
  • module Kolloidmühle für das Nass- oder Feinvermahlen von harten und granularen Rohstoffen oder bei der Herstellung feinster Emulsionen
  • Ultra-Turrax als Batch-Dispergiergerät


Parameter

  • Drehzahl: 3.000 und 26.000 min-1 (je nach eingesetztem Modul)
  • Typische Batchgröße von 20 – 2.000 ml
  • Für Inline-, Batch- oder Kreislaufbetrieb einsetzbar


Typische Anwendungsgebiete

  • Harzsysteme
  • Kosmetik und Medizin
  • Farben und Pigmente
     
Universalmischer

Aufgabe

  • Mischen und Kneten von mittel- bis hochviskosen Stoffsystemen
  • Einarbeiten von hohen Feststoffanteilen in Silikonmassen
  • Durchführung verschiedenster Verfahrensschritte in einem Mischaggregat: Benetzen, Plastizieren, Homogenisieren, Desagglomerieren, Aufwärmen, Abkühlen, Entgasen


Umsetzung

  • Einarbeitung und Durchmischung mit zwei gegenläufigen Sigma-Schaufeln


Parameter

  • Drehzahl: 10 – 100 min-1
  • Batchgröße: 1 l
  • mit und ohne Vakuum
  • Temperaturbereich: 10 °C – 200 °C


Typische Anwendungsgebiete

  • Hochgefüllte, pastöse Massen
  • Einarbeitung von Feststoff in Gummi, Kunststoff, Silikon, Kleber 
     
Rührwerkskugelmühle

Aufgabe

  • Multifunktionale Labohrmühle für wissenschaftlich akademische Forschungs- und Entwicklungsaufgaben
  • Nassmahlung von Suspensionen
  • Scale-up auf vergleichbare Produktionsmaschinen möglich


Umsetzung

  • Prozess kann als Batch oder im Kreislauf abgebildet werden
  • Rührwelle im Mahlraum sorgt für Bewegung der Mahlkörper
  • Produktbeanspruchung durch Scher-, Druck und Prallwirkung der Mahlkörper


Parameter

  • Drehzahl: 1.000 – 4.500 min-1 (Umfangsgeschwindigkeiten 3,5 – 18 m/s)
  • Typische Batchgröße von 0,15 – 15 l
  • Ausführung Welle und Mahlraum: Edelstahl, Keramik und PU
  • Mahlraumvolumen: 240 – 910 ml
  • Mahlkörper: 
    • Ausführung: Keramik, Stahl und Glas
    • Ø 0,1 – 2,4 mm


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Pharmazeutika und Kosmetik 
  • Papierbeschichtungen
  • Keramische Suspensionen
  • Lebensmittel
  • Nano-Suspensionen
     
Taumelmischer

Aufgabe

  • Mischen / Homogenisieren von Pulvern, Granulaten und fest/flüssigen Materialien


Umsetzung

  • diagonale Anordnung des Mischbehälters sorgt für eine Taumelbewegung und so für eine gleichmäßige, dreidimensionale Materialumschichtung 
  • es können unterschiedliche Gefäße in dem Mischbehälter eingesetzt werden


Parameter

  • Drehzahl: 5 – 40 min-1
  • Batchgröße: max. 5 kg


Typische Anwendungsgebiete

  • Herstellung von homogenen Pulvermischungen
Duale asymmetrische Zentrifuge

Aufgabe

  • Schnellmischaggregat zum intensiven und zeitsparenden Mischen von Kleinstmengen
  • meist zum Screening von Rezepturen


Umsetzung

  • Kombination wirkender Zentrifugalkräfte in unterschiedlichen Ebenen durch doppelte Rotation des Mischbechers


Parameter

  • Drehzahl: 300 – 3.500 min-1
  • Typische Batchgröße von 5 – 100 g


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Rezepturentwicklung
     
Dreiwalzwerk

Aufgabe

  • Homogenisieren, Entlüften, Benetzen und Feinvermahlen von Suspensionen
  • Durch exakte Einstellung der Spaltabstände zwischen den Walzen kann eine definierte Kornobergrenze erzielt werden


Umsetzung

  • Definiertes Zwangssystem durch eingestellten Spaltabstand


Parameter

  • Spaltweiten zwischen 5 – 121 µm
  • Drehzahlen zwischen 30 – 600 min-1


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Beschichtungen
  • Hochgefüllte keramische Schlicker
  • Pigmentpasten und Masterbatches
     
Ultraschall-Homogenisator

Aufgabe

  • Dispergieren, Desagglomerieren, Benetzen und Echtzerkleinerung von Feststoffen in Suspensionen mittels Ultraschall


Umsetzung

  • Batchprozess oder im Kreislauf mittels wassergekühlter Durchflusszelle
  • Beanspruchung durch Kavitation, Prall, Turbulenzen und Scherung


Parameter

  • max. Leistungseintrag: 1.000 W
  • Prozessdruck: max. 5 bar 


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Beschichtungen
     
Ultra-Zentrifugalmühle

Aufgabe

  • Trockene Feinzerkleinerung weicher bis mittelharter und faseriger Materialien
  • Materialschonende und analysengerechte Probenvorbereitung in kürzester Zeit


Umsetzung

  • Zerkleinerungsprinzip: Prall, Scherung


Parameter

  • Aufgabenmenge: bis 300 ml
  • Aufgabengröße: < 10 mm
  • Endfeinheit: < 40 µm
  • Drehzahl: 6.000 – 18.000 min-1


Typische Anwendungsgebiete

  • Probenpräparation von trockenen Feststoffen für Analysen
  • Zerkleinerung faserhaltiger Feststoffe
  • Trockenmahlung von Mineralien und Erzen
Intensivmischer

Aufgabe

  • Mischen, Trocknen, Granulieren, Agglomerieren, Plastifizieren, Kneten, Compoundieren, Entgasen, Temperieren, Dispergieren, Suspendieren, Coaten


Umsetzung

  • Mischer mit Funktionstrennung der Mischgutbewegung und der Mischfunktion
  • drehender Mischbehälter sorgt für die Umwälzung des Mischguts, Intensivierung durch Schrägstellung möglich
  • Batchprozess 


Parameter

  • max. Mischvolumen: 1 l
  • Vakuum: 50 – 1.100 mbar
  • Drehzahlen:
    • Mischer: 300 – 5.000 min-1
    • Behälter: 12 – 65 min-1
  • Neigung: 0 – 30°


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Batteriesuspensionen (Li-Ion)
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Beschichtungen
  • Granulierung und Agglomeration von feinen Pulvern
  • Herstellung von Polymermasterbatches
     
Publikationen

Aktuelle Forschungsprojekte und Veröffentlichungen

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