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Analyse industrieller Pulver

| Redakteur: Beate Christmann

Die Eigenschaften industrieller Pulver können sich durch Transport, Lagerung und Formgebung so verändern, dass ihre Weiterverarbeitung unmöglich wird. Um Produktionsabläufe künftig zu verbessern, untersucht ein internationales Forschungsteam rund um Wissenschaftler der TU Kaiserslautern Pulver und deren Veränderungen bei der Verarbeitung.

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Prof. Sergiy Antonyuk von der TU Kaiserslautern untersucht die Eigenschaften von industriellen Pulvern.
Prof. Sergiy Antonyuk von der TU Kaiserslautern untersucht die Eigenschaften von industriellen Pulvern.
(Bild: Thomas Koziel)

Wissenschaftler der Technischen Universität Kaiserslautern, der Saar-Uni in Saarbrücken, aus Belgien, Luxemburg und Frankreich untersuchen im Rahmen eines länderübergreifenden Forschungsprojekts die Eigenschaften von industriellen Pulvern. Sie stellen sich der Frage, welchen Einfluss Transport, Lagerung und Formgebung auf die Eigenschaften von Pulvern und deren Veränderung haben. Durch die Analyse soll es möglich werden, Produktionsabläufe, wie etwa bei der Herstellung von Medikamenten, zu verbessern. Den Projektpartnern steht ein Gesamtbudget von 5,9 Mio. Euro zur Verfügung.

Pulver: komplexe Substanzen

„Pulver sind komplexe Substanzen: Bei der Verarbeitung von Mehl etwa kommt es 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 nicht mehr aus einem Silo fließen können“, erklärt Prof. Dr. Sergiy Antonyuk, der an der TU Kaiserslautern den Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik innehat.

Zusammen mit Saarbrücker Forschern um Prof. Dr. Christian Wagner und den Kollegen aus Frankreich, Luxemburg und Belgien möchte das Team die ganze Produktionskette vom Transport über die Lagerung bis zur Formgebung industriell relevanter Pulver unter die Lupe nehmen. Dabei geht es sowohl um die Mikroeigenschaften der einzelnen Partikel als auch um die Makroeigenschaften des fertigen Produkts. „Wir befassen uns unter anderem mit der Festigkeit und dem Lösungsverhalten von Produkten, die aus Pulver hergestellt werden, zum Beispiel Tabletten, Granulate oder Kapseln“, spezifiziert Antonyuk. Und der Wissenschaftler weiter: „Wir möchten untersuchen, wie sich die Eigenschaften von einzelnen Mikropartikeln, wie beispielsweise ihre Größe, Form, Feuchte und Adhäsion, während Transport und Lagerung verändern und wie diese die Produkteigenschaften beeinflussen.“

Verarbeitungsprozesse verbessern

Verstehen die Forscher diese Prozesse, können sie passende Gegenmaßnahmen entwickeln. Denkbar wären nach Aussage der Wissenschaftler beispielsweise die Zugabe spezieller Fließmittel, die dafür sorgen, dass die Pulver wieder frei fließen. „Wichtig dabei ist, dass die Pulver ihre Eigenschaften nicht verlieren“, mahnt Antonyuk.

Darüber hinaus wird das Projektteam verschiedene Formgebungsverfahren untersuchen, mit denen aus einem pulverförmigen Material Produkte hergestellt werden können. „10 % des Weltenergiebedarfs geht in die Verarbeitung von Pulvern“, mahnt Antonyuk. „Effizientere Verfahrenstechniken bergen hier ein großes Sparpotential.“ Mit Industriepartnern aus der Großregion werden die Forscher eine Demonstrationsanlage bauen, um die komplette Produktionskette mit industrierelevanten Pulvern zu studieren und zu optimieren. Dazu werden sie unter anderem Computersimulationsprogramme entwickeln.

Koordiniert wird das Vorhaben an der Universität Lothringen. Von Seiten der Industrie sind die Chemieunternehmen Nova-Carb aus Frankreich und Granutools aus Belgien beteiligt.

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