Detailseite
Projekt
Modellierung der Partikelverteilung und -interaktion in Spray- und Trocknungsprozessen
Antragstellerin
Professorin Dr. Eva Gutheil
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2009 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 122305979
Die Sprühtrocknung hat zum Ziel, Partikel mit spezifischen Eigenschaften wie Partikelstruktur und geometrische und chemische Eigenschaften herzustellen. Der Gesamtprozess wird dabei beispielsweise von der Tröpfchen-Interaktion, der Gravitationskraft, der Trägheit und der Verdampfung beeinflusst. Das Ziel des Vorhabens ist die Modellierung und Simulation des Gesamtprozesses von der Spraycharakteristik nach dem Düsenaustritt bis zum getrockneten Pulver, dabei soll besonderes Augenmerk auf die Charakterisierung des Pulvers in Abhängigkeit der Sprayeigenschaften wie Tröpfchengrößenverteilung oder Inhomogenität des Sprays gelegt werden. In dem Projekt wird die „direct quadrature method of moments“ – DQMOM – angewandt, in die alle physikalischen und chemischen Eigenschaften von Interesse integrierbar sind. Sie muss gekoppelt werden mit der Gasphase, die die Trocknung maßgeblich beeinflusst.In der ersten Periode des Projekts wurde ein eindimensionales mathematisches Modell entwickelt, für das experimentelle Ergebnisse der BASF zur Verifikation vorlagen, hier wurde ein Wasserspray in Stickstoff eingedüst. In der zweiten Periode wurde ein zweidimensionales, rotations-symmetrisches System für PVP/Wassersprays entwickelt, was die Entwicklung eines Modells für Zweikomponentenverdampfung und Trocknung erforderlich macht. Dazu wurde ein neues Modell entwickelt und für PVP/Wasser und Mannitol/Wasser-Tröpfchen verifiziert. Für PVP/Wasser wurde dieses Modell in den DQMOM Code intergiert und die Ergebnisse wurden mit dem Diskreten Tropfenmodell (DDM) und experimentellen Ergebnissen der TU Graz verglichen. Es zeigt sich, dass die Ergebnisse sehr vielversprechend sind, sodass in der dritten Periode die Sprühtrocknung als Ganzes untersucht werden kann.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
