SPP 1423:  Process-Spray: Functionalised Solid Particles from Spray Processes - From Powder Property Demands to Tailored Spray Processes and Feed Control

Final Report Abstract

Im Schwerpunktprogramm SPP 1423 „Prozess-Spray“ wurden 29 Forschungsvorhaben (Teilprojekte) von Universitäten und Forschungsinstituten durchgeführt. Zwei Projekte, aus Österreich (TU Graz) bzw. der Schweiz (ETH Zürich), waren über das D-A-CH Abkommen Teil des SPP. Zahlreiche Kolloquien (7), Workshops (9) und interne Jahrestreffen (6) des SPP sowie nationale und internationale Konferenzen wurden aus dem SPP heraus durchgeführt und konnten dem SPP zu großer internationaler Sichtbarkeit verhelfen. Die Ergebnisse der Teilprojekte des SPP wurden in über 280 Publikationen national und international publiziert. Aus der Kooperation der Teilprojekte innerhalb des SPP erfolgten ca. 30 gemeinsame Publikationen. Aus dem SPP wurden 8 Patentanmeldungen durchgeführt. Die wesentlichen Ergebnisse zum Abschluss der Projekte aus dem SPP „Prozess-Spray“ werden in Buchform beim Springer-Verlag 2016 publiziert werden. Es konnten im Rahmen des SPP 23 Doktorandinnen und Doktoranden promoviert werden. Insgesamt wurden 187 studentische Abschlussarbeiten (B.Sc., M.Sc., Diplom) durchgeführt und von Wissenschaftlern aus dem SPP betreut. Zwei Nachwuchswissenschaftler konnten sich habilitieren aus dem SPP, ein weiterer Nachwuchswissenschaftler erhielt einen Ruf an eine Universität. Ein anderer Projektleiter wurde an eine Techn. Universität berufen. Eine offene Internetpräsenz und ein internes Forum zum Austausch der Teilprojekte wurden eingerichtet und national wie international intensiv nachgefragt und besucht. Begleitend und in Folge des SPP wurden zahlreiche Transfer- und Folgeprojekte initiiert (beantragt bzw. bereits bewilligt), so im Rahmen der EU (2 Projekte in Horizon 2020 und MarieCurie), der AiF (5 Projekte in ZIM und Normal), der DFG (8 Projekte in Normal, SPP, SFB-TRR) und ein Projekt direkt mit der Industrie. Eine Antragstellung für ein Folgeprojekt (DFG) erfolgte in der direkten Kooperation von zwei Teilprojekten aus dem SPP. Gegenstand des Schwerpunktprogramms war die gezielte Entwicklung und Anwendung von prozessintegrierten Zerstäubungsverfahren zur Generierung maßgeschneiderter Feststoffe in Pulverform mit definierten Eigenschaftsfunktionen. Das Hauptziel war es, Maßnahmen zur Kontrolle und Steuerung der Elementarprozesse in Sprühverfahren wie bspw. der Zerteilung, dem Transport, der Verfestigung, der Reaktion und der Kollision zu entwickeln. Diese Untersuchungen mussten stets die Einstellung definierter Partikelformen und Partikelstrukturen beinhalten. Dabei war gefordert, dass der Ausgangsstoff des Zerstäubungsprozesses als Fluid, zumeist jedoch als komplexes mehrphasiges System z.B. einer Lösung, Suspension oder Emulsion vorlag. Diese Ausgangsbedingungen stellten eine Herausforderung an den für bestimmte Eigenschaften des Endproduktes zu wählenden Prozess dar. Sie enthielten zugleich ein wesentliches Potential für die Entwicklung neuer Pulvermaterialien. Aus dieser Prozess/System-Konfiguration konnten wesentliche Erkenntnisse zur Entwicklung von „tailor-made“ dispersen Systemen abgeleitet werden. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Prozess-Spray“ sollte in einem rekursiven Designansatz aus den geforderten Partikeleigenschaften das Anforderungsprofil an den Desintegrationsvorgang und den Sprayprozess definiert werden, welches in der technischen Anwendung in adaptierte Zerstäubungs- und Anlagenkonzepte umzusetzen war. Es ergaben sich so bereits im Forschungsansatz notwendige interdisziplinäre Verknüpfungen und Wechselwirkungen von Chemikern, Physikern und Ingenieuren sowie Mathematikern aus der Verfahrens- und Strömungstechnik mit Anwendern aus der Pharmazie und Lebensmitteltechnik, der Metallurgie oder der Chemietechnik, die in der Laufzeit des SPP aktiv kooperierten. Die Ziele des SPP Prozess-Spray konnten dank der hervorragenden und engagierten Arbeit aller Teilprojekte sowie intensiver Kooperationen im SPP voll umfänglich erreicht werden.

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