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
Labor
Präzision bei Verarbeitung und Analyse dank modernster Technik
Die Kompetenzen des EZD werden durch einen engen Erfahrungsaustausch mit den Applikationslaboren von Geräteherstellern ergänzt. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Ausstattung in unseren Laboren immer auf dem neuesten Stand der Technik befindet.
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
Veröffentlichungen
Aktuelle Forschungsprojekte und Veröffentlichungen
Titel
Thema
Laufzeit von
bis
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Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
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Frankfurter Str. 15-17
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Köthener Straße 33a
06118 Halle (Saale)
Telefon: +49 345 53045-0
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Rauher Grund 9
72160 Horb am Neckar
Telefon: +49 7451 62457-0
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Woltorfer Straße 77, Halle G
31224 Peine
Telefon: +49 5171 940996-0
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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
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Analytik Service Obernburg
Analytik Service Obernburg GmbH
Industrie Center Obernburg
63784 Obernburg
Telefon: +49 6022 81-2668
E-Mail: info@aso-skz.de
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EZD · Standort Selb
Europäisches Zentrum für Dispersionstechnologien (EZD)
c/o SKZ – KFE gGmbH
Weißenbacher Str. 86
95100 Selb
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