Dispergierung

Im Fachbereich Dispergieren liegt der Themenschwerpunkt auf:

  • Dispergierung im Labor- und Technikumsmaßstab
  • Energieeffiziente Herstellung von Dispersionen
  • Prozessoptimierung und Verbesserung der Dispergiergüte
  • Prozessbegleitende Charakterisierung (inline, online, atline)

Einige ausgewählte Beispiele unserer Tätigkeiten im Bereich Dispergierverfahren sind:

  • Auswahl und Erprobung geeigneter Verfahren abhängig von den Produkteigenschaften
  • Durchführung von Versuchstagen zum Vergleich verschiedener Dispergierverfahren
  • Herstellung von Suspensionen und Emulsionen in Kleinserien und Kundenmustern
  • Begleitung des Upscaling zum Industriemaßstab
Marc Weiser
Engineer
Selb
m.weiser@skz.de
Alexander Gebhardt
Senior Scientist
Selb
a.gebhardt@skz.de

Was ist Dispergieren?

Dispergierung bezeichnet das gleichmäßige Verteilen von kleinen festen oder flüssigen Stoffen in einer Flüssigkeit, so dass eine Suspension oder eine Emulsion entsteht, also eine möglichst homogene Dispersion. Beim Dispergieren ist also es entscheidend, dass die Teilchen in der Flüssigkeit gleichmäßig verteilt sind und möglichst nicht verklumpen oder sich absetzen. Für ein erfolgreiches Dispergieren sind sowohl die Benetzung der Oberfläche der dispersen Phase als auch deren mechanische Zerkleinerung entscheidend. Ein einfaches Beispiel einer Dispersion ist die Mischung von Essig und Öl für ein Salatdressing. Industrielle Einsatzgebiete für Dispersion sind unter anderem die Farbherstellung – etwa für Lacke und ähnliche Beschichtungsstoffe –, die Kunststoffverarbeitung, um funktionale Füllstoffe wie Additive oder Fasern homogen in Polymere einzubringen, sowie verschiedene Anwendungen in der Kosmetikindustrie. Eine gute Dispergierung kann neben dem Verhindern von Absetzen oder Verklumpen auch die Produkteigenschaften optimieren, wie z. B. Farbstärke und Fließverhalten. Die Dispergierung kann über verschiedenste Methoden wie Rührwerke, Dissolver, Kugelmühlen oder auch Ultraschall erfolgen.

Technische Ausstattung – Labormaßstab

Dissolver

Aufgabe

  • Mischaggregat zum Vordispergieren, intensiven und zeitsparenden Mischen sowie weiterem Dispergieren  


Umsetzung

  • verschiedene Mischwerkzeuge (Zahnkranzscheiben, Doppelsogscheibe)


Parameter

  • Drehzahl: 600 – 8000 min-1 (Umfangsgeschwindigkeit abhängig von der Geometrie)
  • Typische Batchgröße von 1 – 10 l


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben, Lacke und Oberflächensysteme
  • Harzsysteme und Klebstoffe
Dreiwalzwerk

Aufgabe

  • Homogenisieren, Entlüften, Benetzen und Feindispergieren 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
  • Durchsatz bis zu 18 l/h, Verarbeitung ab wenigen Millilitern möglich
  • Kühlen und Heizen im Bereich von 10 °C – 60 °C möglich


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Beschichtungen
  • Hochgefüllte keramische Schlicker
  • Pigmentpasten und Masterbatches
     
Duale asymmetrische Zentrifuge

Aufgabe

  • Schnellmischaggregat zum intensiven, zeitsparenden und reproduzierbaren Mischen, Entgasen, Homogenisieren und Dispergieren auch von Kleinstmengen
  • 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 – 1.000 g
  • Anwendung von Mischprogrammen möglich


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben und Lacke
  • Harzsysteme und Klebstoffe
  • Rezepturentwicklung
     
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
  • Verarbeitung mit 11 l/h bei 2000 bar (mit 22 l/h bei 1000 bar)


Typische Anwendungsgebiete

  • Lacke und Oberflächensysteme
  • Harzsysteme
  • Lebensmittel und Getränke
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
  • unterschiedliche Mischwerkzeuge
  • 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
     
Nassvermahlungszentrifuge

Aufgabe

  • Vorversuche zur Entwicklung von Versuchsparametern der Rührwerkskugelmühle bzw. Rezepturanpassungen


Umsetzung

  • Variable Programmerstellung für reproduzierbare Versuche
  • Kühlbarer Probenraum


Parameter

  • Drehzahl: max. 1.500 min-1 (entsprechende Umfangsgeschwindigkeit der Rührwerkkugelmühle max. 13,2 m/s)
  • Einsatz von mahlkörpergefüllten Küvetten (2 ml, 15 ml, 50 ml)
  • Maximale Küvettenanzahl pro Durchlauf sind 2x 20 2 ml, 6x 15 ml,
    6x 50 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
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
  • Kolloidmühle für das Nass- oder Feinvermahlen von harten und granularen Rohstoffen oder bei der Herstellung feinster Emulsionen
  • Ultra-Turrax als Batch-Dispergiergerät möglich


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
     
Rührwerkskugelmühle

Aufgabe

  • Von Dispergierung bis zur Echtzerkleinerung von Suspensionen
  • Scale-up auf vergleichbare Produktionsmaschinen möglich
  • Vorversuche mittels Nassvermahlungszentrifuge möglich


Umsetzung

  • Prozess als Batch oder im Kreislauf möglich
  • 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
Ultraschall-Homogenisator

Aufgabe

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


Umsetzung

  • Verarbeitung im Batch ab wenigen Millilitern 
  • Kreislauffahrweise mit wassergekühlter Durchflusszelle 
  • Beanspruchung durch Kavitation, Prall, Turbulenzen und Scherung


Parameter

  • Auswahl an mehreren Ultraschallgeräten, die je nach Anwendungsfall eingesetzt werden können
  • Höchster Energieeintrag mit max. Leistungseintrag: 1.000 W und maximalen Prozessdruck von 5 bar möglich 


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
  • Einsatz unterschiedlicher Rotoren und Siebe
  • Optionale Kryovermahlung mittels flüssigem Stickstoff 
  • Erhöhter Durchsatz mittels Zyklon-Abscheider möglich


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
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: 500 cm³
  • Vakuum möglich
  • Kühlen und Heizen im Bereich von 10 °C – 200 °C möglich


Typische Anwendungsgebiete

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

Technische Ausstattung – Technikumsmaßstab

Dissolver

Aufgabe

  • Mischaggregat zum Vordispergieren, intensiven und zeitsparenden Mischen sowie weiterem Dispergieren  


Umsetzung

  • verschiedene Mischwerkzeuge (Zahnkranzscheiben, Doppelsogscheibe, HPD-Scheibe)


Parameter

  • Drehzahl: 300 – 5000 min-1 (Umfangsgeschwindigkeit abhängig von der Geometrie)
  • Typische Batchgröße von 15 – 40 l
  • Optionales Vakuum


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben, Lacke und Oberflächensysteme
  • Harzsysteme und Klebstoffe
Inline-Dispergierer

Aufgabe

  • Einsaugen, Benetzen, Emulgieren und Dispergieren
  • Effektives Vordispergieren von Pulvereinzug unter Prozessvakuum 
  • Scale-Up für Produktionsanlagen möglich


Umsetzung

  • Verschiedene Werkzeuge optimiert auf Pulvereinzug oder Dispergierung nach Rotor-Stator-Prinzip
  • Leitstrahlmischer zur Unterstützung im Vorlagebehälter


Parameter

  • Drehzahl: 600 – 8.100 min-1 
  • Typische Batchgröße von 7 – 15 l, 18 l – 75 l


Typische Anwendungsgebiete

  • Farben, Lacke und Oberflächensysteme
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
     
Rührwerkskugelmühle

Aufgabe

  • Von Dispergierung bis zur Echtzerkleinerung von Suspensionen
  • Scale-up auf vergleichbare Produktionsmaschinen möglich
  • Vorversuche mittels Nassvermahlungszentrifuge und LabStar möglich


Umsetzung

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


Parameter

  • Drehzahl: 650 – 2.700 min-1 (Umfangsgeschwindigkeiten 3,4 – 14 m/s)
  • Typische Batchgröße von 15 – 40 l
  • Ausführung Welle und Mahlraum: Edelstahl und Keramik
  • Mahlraumvolumen: 1,6 – 4 l
  • 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
Veröffentlichungen

Aktuelle Forschungsprojekte und Veröffentlichungen

Forschungsprojekte (0)
Veröffentlichungen (0)
Titel
Thema
Laufzeit von
bis
Ergebnisse
Jahr
Titel, Quelle
Autoren
Anfrage

Ihre Nachricht an uns

Wir benötigen Ihre Daten, um Ihre Anfrage per E-Mail beantworten zu können. Mehr Informationen finden sie in unserer Datenschutzerklärung.
SKZ · Das Kunststoff-Zentrum
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg

Telefon: +49 931 4104-0
E-Mail: info@skz.de

Route berechnen
SKZ Weiterbildungs-Zentrum Fügetechnologien
Frankfurter Str. 19 c
97082 Würzburg

Telefon: +49 931 4104-123
E-Mail: training@skz.de

Route berechnen
SKZ · Standort Halle
Weiterbildungs- und Forschungs-Zentrum
Köthener Str. 33a
06118 Halle (Saale)

Telefon: +49 345 53045-0
E-Mail: halle@skz.de

Route berechnen
SKZ · Standort Horb
Weiterbildungs-Zentrum
Rauher Grund 9
72160 Horb am Neckar

Telefon: +49 7451 62457-0
E-Mail: horb@skz.de

Route berechnen
SKZ · Standort Peine
Weiterbildungs-Zentrum
Woltorfer Str. 77, Halle G
31224 Peine

Telefon: +49 5171 940996-0
E-Mail: peine@skz.de

Route berechnen
EZD · Standort Selb
Europäisches Zentrum für Dispersionstechnologien (EZD)
Weißenbacher Str. 86
95100 Selb

Telefon: +49 9287 99880-0
E-Mail: ezd@skz.de

Route berechnen
Vertriebspartner – Italien
PROCHEMA S.r.l.
Via Buonarotti 175
20900 Monza, Italien

Telefon: +39 039 281561
E-Mail: info@prochema.it

Route berechnen
Vertriebspartner – Rumänien
Plastics Bavaria Equipment & Systems srl
Str. Iancu Jianu, nr. 26
500178 Braşov, Rumänien

Telefon: +40 268 412 559
E-Mail: office@plastics-bavaria.ro

Route berechnen
Training Center Middle East
SKZ · Training Center Middle East
Muntazah Complex (Exit - 25)
Jebel Ali Village - Dubai (VAE)

Telefon: +971 4 8845001
E-Mail: info@skz-me.com

Route berechnen
Vertriebspartner – Polen
Dopak Sp. z o. o
Ul. Kwiatkowskiego 5a
52-407 Breslau, Polen

Telefon: +48 71 35 84 000
E-Mail: dopak@dopak.pl

Route berechnen
Vertriebspartner – Türkei
Polmak Plastik
Ikitelli OSB Demirciler Sanayi Sitesi, E2 Blok No:420
34490 Başakşehir İstanbul | Türkei

Telefon: +902126718170
E-Mail: info@polmakplastik.com

Route berechnen
Vertriebspartner – Österreich
BZL – Bildungszentrum Lenzing GmbH
Im Grüntal 2
4860 Lenzing, Österreich

Route berechnen
SKZ Standort EZD Selb ,SKZ Weiterbildung
EZD · Standort Selb

Europäisches Zentrum für Dispersionstechnologien (EZD)
c/o SKZ – KFE gGmbH
Weißenbacher Str. 86
95100 Selb

Telefon: +49 9287 99880-0
E-Mail: ezd@skz.de

Ihr Browser ist veraltet

Für das beste Nutzererlebnis auf unserer Webseite empfehlen wir die Verwendung eines aktuellen Webbrowsers. Bitte aktualisieren Sie Ihren Browser, um alle Funktionen störungsfrei verwenden zu können.