Pulver unter der Lupe

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Pulver und Schüttgüter treten in fast allen Industriezweigen auf – von der Pulverlackierung bis hin zu Lebensmitteln, von Nanopulvern und pharmazeutischen Stoffen bis hin zu Massengütern wie Zement, Kohle und Erz, von trockenen Stoffen wie Filterasche bis zu feuchten Schüttgütern wie Filterkuchen, Lehm und Ton. "All diese Stoffe müssen transportiert, gelagert, dosiert oder anderweitig gehandhabt werden", umreißt Springer-Autor Dietmar Schulze in seiner Einführung zu "Pulver und Schüttgüter" die sich aus dieser Vielfalt ergebenden verfahrenstechnischen Herausforderungen (Seite 1).

"Pulver sind komplexe Substanzen. Bei Mehl kommt es zum Beispiel immer wieder zu Staubexplosionen. Manche Pulver werden klebrig und andere verfestigen sich bei falscher Lagerung derartig, dass sie beispielsweise an der Oberfläche eines Behälters haften bleiben oder in einem Silo nicht rausfließen können", sagt Sergiy Antonyuk, Inhaber des Lehrstuhls für Mechanische Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Kaiserslautern. In dem grenzüberschreitenden Projekt PowderReg, das der Europäische Fonds für regionale Entwicklung (ERFE) fördert, will Antonyuk jetzt zusammen mit Christian Wagner von der Universität des Saarlandes und Forschern aus Belgien, Luxemburg und Frankreich den Eigenschaften industriell relevanter Pulver systematisch auf den Grund gehen.

Verbesserungen in der Verfahrenstechnik haben großes Sparpotenzial

"Wir befassen uns unter anderem mit der Festigkeit und dem Lösungsverhalten von Produkten, die aus Pulver hergestellt werden, zum Beispiel Tabletten, Granulate oder Kapseln", berichtet Antonyuk. Zusammen mit seinen Kollegen will der Verfahrenstechniker herausfinden, wie sich die Eigenschaften von einzelnen Mikropartikeln, wie beispielsweise ihre Größe, Form, Feuchte und Adhäsion, während des Transports und der Lagerung verändern und wie die Produkteigenschaften dadurch beeinflusst werden. So sei es denkbar, sagt Antonyuk, durch Zugabe spezieller Fließmittel dafür zu sorgen, dass Pulver gegebenenfalls wieder frei fließen könnten, ohne dass dadurch die Pulver ihre Eigenschaften verlören. Auch wollen die Forscher verschiedene Formgebungsverfahren untersuchen, mit denen aus einem pulverförmigen Material Produkte hergestellt werden. "Zehn Prozent des Weltenergiebedarfs geht in die Verarbeitung von Pulvern", fasst Antonyuk die Relevanz der Forschung zusammen, "effizientere Verfahrenstechniken bergen hier ein großes Sparpotenzial."