Anreichern und Benetzen von pulverförmigen Lebensmitteln mit Flüssigkeiten in diskontinuierlichen Mischaggregaten: Benetzungsvorgänge und verfahrenstechnische Einflussparameter
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2000
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INHALTSVERZEICHNIS
PRAEAMBEL
SYMBOLVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG.
I
1.1 VORWORT. 1
1.2 PROBLEMSTELLUNG. 3
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN. 5
2.1 GRUNDLAGEN DES BENETZENS VON PARTIKELN MIT FLUESSIGKEITEN. 5
2.1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN ZUM BESCHREIBEN VON BENETZUNGS-
VORGAENGEN.7;. 5
2.1.1.1 GRENZFLAECHENSPANNUNG. 5
2.1.1.2 KONTAKTWINKEL. 6
2.1.1.3 KAPILLARDRUCK. 7
2.1.1.4 LAPLACEDRUCK. 8
2.1.2 SPREITEN VON FLUESSIGKEITEN AUF EBENEN OBERFLAECHEN. 8
2.1.3 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITEN IN EINZELNE KAPILLAREN. 13
2.1.4 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITEN IN OBERFLAECHENRAUHIGKEITEN 19
2.1.5 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITEN IN POROESE SYSTEME. 19
2.2 BINDUNGSMECHANISMEN FUER FLUESSIGKEITEN IN PULVERN. 26
2.3 HERSTELLUNGSPROZESSE. 27
2.4 EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE QUALITAET FLUESSIGKEITSBELADENER PULVER
PRODUKTE. 29
2.4.1 FLIESSFAEHIGKEIT VON MIT FLUESSIGKEITEN VERSETZTEN PULV$RPRODUKTEN.
29
2.4.2 AGGLOMERATIONSEFFEKTE BEIM ANREICHEM VON PULVERN MIT
FLUESSIGKEITEN. 33
2.4.2.1 AGGLOMERATIONSMECHANISMEN. 33
2.4.2.2 HAFTUNGSVERMOEGEN FEUCHTER PARTIKEL. 36
2.4.2.3 FLUESSIGKEITSBEDARF FUER DIE AGGLOMERATION. 37
2.4.2.4 MODELLIERUNG DER PARTIELLEN AGGLOMERATION BEIM EINDUESEN
VON FLUESSIGKEITEN IM PFLUGSCHARMISCHER. 38
3 MATERIAL UND METHODEN. 47
3.1 VERWENDETE FESTSTOFFE. 47
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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3.1.1 SCHUETTGUETER. 47
3.1.1.1 PARTIKELGROESSENVERTEILUNG. 47
3.1.1.2 ELEKTRONENMIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DER PULVER. 50
3.1.1.3 BESTIMMUNG VON FESTSTOFFDICHTE, STAMPFDICHTE UND SCHUETT
DICHTE. 51
3.1.1.4 ERMITTLUNG DER PORENGROESSENVERTEILUNG UND DER POROSITAET. 52
3.1.1.5 SPEZIFISCHE OBERFLAECHE.S. 53
3.1.1.6 FLIESSFAEHIGKEIT DER PULVER. 54
3.1.1.7 KONTAKTWINKEL DER VERWENDETEN PULVER MIT VERSCHIEDENEN
FLUESSIGKEITEN. 55
3.1.2 CHARAKTERISIERUNG DER VERWENDETEN FESTKOERPER. 56
3.1.2.1 HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUNG DER AUFGERAUHTEN GLAS
TRAEGER UND DER PS-KUNSTSTOFFSTREIFEN. 56
3.1.2.2 BESTIMMUNG DER EIGENSCHAFTEN DER KUNSTSTOFFMEMBRANEN. 57
3.1.2.3 CHARAKTERISIERUNG DER GLASKAPILLAREN. 58
3.2 VERWENDETE FLUESSIGKEITEN. 59
3.2.1 DICHTE DER VERWENDETEN FLUESSIGKEITEN. 59
3.2.2 OBERFLAECHENSPANNUNG. 60
3.2.3 SCHERVISKOSITAET. 60
3.3 METHODEN ZUR UNTERSUCHUNG VON BENETZUNGSPROZESSEN 61
3.3.1 KONTAKTWINKELMESSUNG. 61
3.3.1.1 METHODE DES HEGENDEN TROPFENS. 61
3.3.1.2 STEIGHOEHENMETHODE. 63
3.3.2 UNTERSUCHUNG DES EINDRINGENS VON TROPFEN IN EINZELKAPILLAREN. 65
3.4 HERSTELLUNG UND ANALYSE VON MIT FLUESSIGKEITEN ANGEREICHERTEN
PULVERN. 65
3.4.1 HERSTELLUNGSPROZESS.
I
. 65
3.4.1.1 AUFBAU DER VERSUCHSANLAGE. 65
3.4.1.2 FESTSTOFFMISCHER. 66
3.4.1.3 DUESENTYPEN. 67
3.4.1.4 VERSUCHSABLAUF. 69
3.4.2 ANALYTIK DER HERGESTELLTEN PRODUKTE. 69
3.4.2.1 PARTIKELGROESSENANALYSE. 70
3.4.2.2 BESTIMMUNG DER FLIESSFAEHIGKEIT UEBER SCHERVERSUCHE. 70
3.4.2.3 BESTIMMUNG DES FLUESSIGKEITSGEHALTES DER PRODUKTE. 71
III
4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION. 72
4.1 UNTERSUCHUNGEN ZUR BENETZUNGSFAEHIGKEIT UND ZUR
BENETZUNGSKINETIK. 72
4.1.1 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITEN IN EINZELNE ZYLINDERKAPILLAREN. 72
4.1.2 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITEN IN PULVERSCHUETTUNGEN. 82
4.1.3 SAETTIGUNGSGRADE DURCHFEUCHTETER PULVERSCHUETTUNGEN. 93
4.1.4 SPREITEN VON FLUESSIGKEITSTROPFEN AUF GLATTEN UND RAUHEN FESTSTOFF
OBERFLAECHEN. 95
4.1.5 EINDRINGEN VON FLUESSIGKEITSTROPFEN IN POROESE OBERFLAECHEN. 101
4.2 STOFFLICHE EINFLUSSGROESSEN AUF DEN PROZESS. 107
4.2.1 FLIESSFAEHIGKEIT UND PARTIKELGROESSE VERSCHIEDENER PULVER BEI
VARIIERENDEN FLUESSIGKEITSGEHALTEN. 107
4.2.1.1 PARTIKELGROESSE VON MIT UNTERSCHIEDLICHEN MENGEN AN FLUESSIG
KEIT ANGEREICHERTEN PULVERN.:.TT. 107
4.2.1.2 FLIESSFAEHIGKEIT VON MIT UNTERSCHIEDLICHEN MENGEN AN FLUESSIG
KEIT ANGEREICHERTEN PULVERN. 112
4.2.2 EINFLUSS DER FLUESSIGKEITSEIGENSCHAFTEN AUF DIE PARTIKELGROESSE UND
DIE
FLIESSFAEHIGKEIT DER PRODUKTE. 118
4.3 EINFLUSS DER ANLAGENPARAMETER AUF DIE AGGLOMERATION DER
PULVERPRODUKTE. 126
4.4 EINFLUSS DER PROZESSPARAMETER AUF DIE AGGLOMERATION UND
FIIESSFAEHIGKEIT DER PULVERPRODUKTE. 130
4.4.1 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER AGGLOMERATION UND FLIESSFAEHIGKEIT BEI
ZUSATZ ERSTARRENDER FLUESSIGKEITEN. 131
4.4.2 EINFLUSS DES FLUESSIGKEITSMASSENSTROMES DURCH DIE DUESE AUF DIE
AGGLOMERATION. 133
4.4.3 EINFLUSS DER MISCHERDREHZAHL AUF DIE AGGLOMERATION. 135
4.4.4 EINFLUSS SONSTIGER PROZESSVARIABLEN AUF DIE AGGLOMERATION. 137
5 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND PERSPEKTIVEN. 139
6 ZUSAMMENFASSUNG. 144
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS
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