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Projekt
Partikelbildung bei der Verdüsung von gashaltigen Polymerschmelzen und Polymerlösungen
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Marcus Petermann
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2011 bis 2014
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198248311
Ziel des Vorhabens ist die Aufklärung der Partikelentstehung bei der Hochdruckversprühung von Polymerschmelzen und Polymerlösungen. Hochdrucksprühverfahren werden zunehmend zur Gestaltung neuartiger Produktformen in der Polymerindustrie, Lebensmittelindustrie, Pharmazie und in der Kosmetikindustrie eingesetzt. Dabei wird die Funktionalität der erzeugten Produkte neben der Partikelgröße durch die Morphologie der erzeugten Partikelsysteme bestimmt. Die Partikelbildung bei der Versprühung in Gegenwart überkritischer Medien ist für höherviskose Polymerschmelzen und Polymerlösungen bisher nur ansatzweise untersucht. Es sollen daher mit der Laser-Doppler-Anemometrie und der Phasen- Doppler-Anemometrie gasgetriebene Sprays untersucht werden. Mit den gewonnenen Geschwindigkeitsprofilen und den Partikelgrößenverteilungen lassen sich über klassische Wärme- und Stofftransportansätze Modelle entwickeln, die eine Vorhersage der Erstarrungskinetik der Partikel erlauben. Zur zusätzlichen Auswertung der Partikelmorphologie werden ein PIV-System und eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt. Dadurch gelingt es neben dem Erstarrungsvorgang auch die Morphologiebildung zu berücksichtigen. Als Modellsubstanz werden Polyethylenoxidschmelzen und Polyvinylpyrrolidon-Lösungen eingesetzt und diese in Gegenwart von verdichtetem Kohlendioxid versprüht. Mit Hilfe der Lasermesstechnik werden die Sprühbilder in Abhängigkeit des Vorexpansionsdrucks, der Temperatur und des Gasdurchsatzes untersucht und mit den bildgebenden Verfahren der Tropfenzerfall beobachtet.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Beteiligte Person
Dr. Sabine Kareth
