30. Oktober 2010

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Abb. 2:
Apparatur zur Formulierung
von Pulvern durch Wirbelschicht
Sprühgranulation

einem nach den Gesetzen der kinetischen Gastheorie übertragenen Stoffstrom von
einem Gramm pro Sekunde und mehr. Man erkennt aus der Gegenüberstellung die-
ser drei Stoffströme, dass durch technische Maßnahmen möglich ist, im Vergleich zur
Natur sehr hohe Intensitäten von Stoffströmen zu erreichen.
Weitere technische Prozesse, bei denen Stoffströme diesen Gesetzen folgen,
finden sich in der physikalischen Messtechnik (Teilchenbeschleuniger). In der Pro-
zessindustrie sind es hingegen eher die Stoffströme, die in nano-porösen Medien
beispielsweise bei der heterogenen Katalyse oder bei der Stofftrennung durch kera-
mische Membranen auftreten.
Darüber hinaus wird die kinetische Gastheorie derzeit erfolgreich im Rahmen
der numerischen Simulation von mit Partikeln beladenen Mehrphasenströmungen
eingesetzt.Verfahrenstechnische Prozesse zur Formulierung von Pulvern und sonsti-
gen Partikelsystemen sind in der Regel mehrphasig. Sie enthalten eine strömende
Gasphase und eine sich dann bewegende aber Partikelphase. Da diese Partikelphase
eine Partikelgrößenverteilung aufweist wird sie in der Simulation durch mehrere
charakteristische Partikelphasen abgebildet. Im Falle der Wirbelschicht-Sprühgranu-
lation, siehe Abb. 2, bilden diese Partikelphasen eine fluide Wirbelschicht, in die eine
flüssige Granulationsphase eingedüst wird. Die numerische Simulation dient dazu,
das Betriebsverhalten eines solchen Prozesses abzubilden und beispielsweise die zeit-
liche Entwicklung der Partikelgrößenverteilung in Abhängigkeit von apparativen,
betrieblichen und geometrischen Randbedingungen zu berechnen, (Li, 2010). Im
Rahmen solcher numerischen Simulationen ist das Strömungsverhalten aller betei-
ligten Phasen und der Impuls-, Energie- und Stoffaustausch zwischen ihnen abzu-