Herstellung neuer Pulvertypen dank zielgenauem Partikeldesign

Pulversynthese Herstellung neuer Pulvertypen dank zielgenauem Partikeldesign

05.04.2016 Von Sabine Mühlenkamp

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Eine neue Technologie erlaubt die Herstellung neuer Pulvertypen mit exakt eingestellten, anwendungsspezifischen Eigenschaften. Dies eröffnet interessante Perspektiven für maßgeschneiderte Produkte und die Erschließung neuer Anwendungsfelder.

Der Syntheseprozess mit Apptec gestattet mit seinen ganz speziellen thermodynamischen Bedingungen die Konfiguration einer neuen Generation von innovativen Hochleistungsmaterialien mit Eigenschaftskombinationen – ganz nach Bedarf der Anwender.
(Bild: Glatt)

Mit der Pulversynthese können Partikel mit vollkommen neuen Eigenschaftskombinationen ausgestattet werden, die vorher nicht zugänglich waren. Dafür sorgt die neue Advanced Pulse Powder Technology Apptec von Glatt, ein kontinuierliches, thermisches Verfahren zur Erzeugung von Pulvern. Dabei ermöglicht Apptec das zielgenaue Design neuer Pulvertypen mit exakt eingestellten Eigenschaften, wie anwendungsspezifische Partikelstruktur, Zusammensetzung oder Oberflächenbeschaffenheit.

Zur Partikelherstellung wird eine Rohstofflösung in einen pulsierenden Heißgasstrom in feinen Tropfen eingesprüht. Aus diesen Tropfen bilden sich Partikel. Diese werden aufgeheizt, wobei chemische und mineralogische Reaktionen ablaufen. Anschließend werden die Partikel abgekühlt. Die Wärmeübertragung vom Gas zum Partikel ist extrem hoch. Damit laufen Partikelbildung und Phasenumwandlung sehr schnell ab und es bilden sich einzigartige Strukturen aus. Pulsierende Gasströmungen weisen aufgrund des hohen Turbulenzgrades keine Temperatur- und Geschwindigkeitsgradienten auf, wie sie typisch für kontinuierliche Gasströmungen sind. So erfahren alle Partikel die identische Temperatur-Verweilzeit-Behandlung als Basis für homogene Pulverwerkstoffe.

Gewusst wie

Das Glatt Technologiezentrum in Weimar steht für innovative Technologien zur Herstellung von Granulaten und Pellets aus Pulvern und/oder feststoffhaltigen Flüssigkeiten. Viele Kunden nutzen die Anlagen, um in Machbarkeitstests neuartige Produktformen zu entwickeln oder in experimentellen Versuchen die Eigenschaften bzw. Herstellverfahren bereits etablierter Produkte zu optimieren. Im Zentrum aller verfahrenstechnischen Aktivitäten stehen vor allem kontinuierliche Wirbelschicht- und Strahlschicht-Technologien zur Herstellung innovativer Produkte für alle pulververarbeitende Industrien, z.B. pulvrige Substanzen für Pharmaka, Lebensmittel, Kosmetika, Waschmittel, Düngemittel. Für die Herstellung von Produktmustern in kleineren Mengen von 500 g bis 10 kg stehen Laboranlagen zur Verfügung, mit denen alle diese Prozesse getestet werden können, bei kontinuierlichem oder chargenweisem Betrieb. Kontinuierlich arbeitende Pilotanlagen helfen, all diese Prozesse weiter zu entwickeln, zu optimieren und zu skalieren für die Produktion mittlerer Produktmengen von 50 bis ca. 1000 kg. Große Produktmengen bis zu 200 t oder mehr verarbeitet die eine Produktionsanlage, die ebenfalls kontinuierlich wie auch batchweise betrieben werden kann. Das Spektrum der Ausstattung des Glatt Technologiezentrums Weimar reicht von modernsten Wirbel- und Strahlschichtanlagen bis hin zu ergänzenden Apparaten wie Nass-(high-shear-) Granulatoren, Extruder, Pelletierer und Tablettenpressen. Die Räume des Labors besitzen Reinraumqualität und sind mit ver-schiedenen Geräten zur Bestimmung von Produkteigenschaften, wie digitale Mikroskopie, Partikelgrößen- und Partikelformverteilung (Laserbeugung), Thermische Analyse (TGA, DSC), Sorptions- und Desorption, Abrieb, Schüttdichte, Feuchte sowie von Eigenschaften von Flüssigkeiten wie z.B. Partikelgrößen– oder Tropfenverteilung in Suspensionen bzw. Emulsionen, Flüssigkeitsrheologie, pH- und Leitwert, ausgestattet.

Pulverqualität als Schlüssel zur Leistungsfähigkeit

Apptec ist besonders effizient, da unterschiedliche Prozessschritte zu einem Schritt kombiniert werden können, z. B. Trocknung und Kalzination oder Partikelbildung und Beschichtung zusammen.

Bekannt ist bereits, dass sich die Technologie besonders zur Herstellung katalytischer Materialien eignet. Hier werden im Vergleich zu anderen Technologien deutlich höhere Aktivitäten erzielt. Aber auch bei der Herstellung von keramischen Hochleistungsmaterialien ist Apptec einsetzbar, etwa als Kathodenmaterial für Brennstoffzellen oder als Optokeramiken für Linsen oder Detektoren. Schlüssel für die Leistungsfähigkeit ist auch hier die Pulverqualität. Dabei spielen feinteilige Partikel, eine zielgenaue Dotierung und eine besonders hohe Homogenität die wesentliche Rolle. Genau hier liegen die Stärken von Apptec.

Ein gänzlich anderer Markt sind Pigmente, vor allem bei Spezialitäten zeigt die Technologie klare Vorteile, z.B. der Markt für Effektpigmente. Zudem werden für einige Anwendungen besonders feinteilige Pigmente (bessere Farbstärke, geringere Konzentration usw.) benötigt. Mit der neuen Technologie können auf Wunsch Pigmente bis in den Nanometerbereich erzeugt werden.

Powtech: Halle 3, Stand 341

(ID:43826210)

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