Untersuchung des Schüttgutverhaltens im Walzenspalt zur Bestimmung der Arbeitskennlinien und des Arbeitspunktes im System Stopfschnecke-Kompaktierwalze

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In der chemischen, pharmazeutischen und der Ernährungsindustrie gibt es häufig Probleme beim Transport und beim Handling von staubförmigen und feinkörnigen Pulvern. Durch Kompaktierung der Pulver mittels Walzenpressen können unter Beibehaltung feindisperser Eigenschaften staubfreie und rieselfähige Produkte hergestellt werden. Derartige Vorgranulate werden häufig als Zwischenprodukte bei der Tablettierung eingesetzt, um die Gleichförmigkeit des Wirkstoffgehaltes (content uniformity) und dementsprechend die Qualität der Tabletten zu gewährleisten. Die Physik und wissenschaftliche Basis des Pressvorgangs ist weitgehend unbekannt, weshalb der Betrieb solcher Anlagen meistens auf der Empirie basiert und bis heute kein befriedigendes scale-up erlaubt. Wesentlichen Einfluss auf den Kompaktierprozess hat die meist notwendige Stopfschnecke. Die Kompaktierung und die Eigenschaften der damit erzeugten Schülpen lassen sich nur in der Interaktion dieser beiden Elemente erklären und voraussagen. Ähnliches hat Sander in seiner Dissertation "Betriebsverhalten von Gutbett-Walzenmühlen mit Stopfschnecke" für die Zerkleinerung gezeigt. Der vorliegende Antrag soll die notwendigen Materialgesetze und die Interaktion von Stopfschnecke und Kompaktierwalzen erforschen. Dazu notwendig ist die theoretische Erfassung der physikalischen Schüttgutvorgänge in der Förderschnecke und im Walzenspalt. Mit dieser Kenntnis sind die Arbeitspunkte als Schnittpunkte der Anlagenkennlinien von Walzen und Schnecken in Abhängigkeit der Betriebsparameter und den gewünschten Produkteigenschaften der Schülpen bestimmbar.