Partikuläre Produkte sind von großer Bedeutung für die verfahrenstechnisch orientierte, stoffumwandelnde Industrie, einschließlich der Feinchemie, Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, Pharmazie und Werkstofftechnik. Für deutsche Unternehmen ist der Trend zu immer höherer und präziser spezifizierter Produktqualität von großer Bedeutung, um bestehende Märkte erfolgreich zu bedienen und neue Märkte zu erschließen. Die gängige Methode zur industriellen Herstellung partikulärer Produkte ist die Sprühtrocknung, die jedoch einige Nachteile mit sich bringt. Die Produktpartikel sind recht klein und weisen eine verringerte Fließfähigkeit, schlechte Dosierbarkeit und Neigung zur Staubbildung auf. Wichtige Eigenschaften wie die Rekonstitution in Wasser oder die Schüttdichte sind eher mäßig bis schlecht. Eine eine alternative Methode dazu stellt die Beimischung von Inertgas im Zulauf der Düse des Sprühtrockners dar. Dies hat in der Regel einen positiven Einfluss auf die Kinetik der Sprühtrocknung und verändert das Produkt so, dass es sich schneller in Wasser löst oder dispergiert. Dies führt zu einer verbesserten Rekonstitution, die häufig mit einer vermehrten Schaumbildung einhergeht. Daher wird diese Technologie vor allem in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie häufig angewendet.
Das Ziel dieses Vorhabens bestand darin, den innovativen Prozess der Granulation in Sprühwirbelschichten mit Gasbeimischung zum Feed wissenschaftlich und technisch zu untersuchen, da bisher eine solche Untersuchung fehlte. Dabei waren verschiedene Teilziele festgelegt. Durch die erfolgreiche Umsetzung dieser Teilziele wurden neue Erkenntnisse und Technologien gewonnen, die die Effizienz und Qualität der Granulation in Sprühwirbelschichten mit Gasbeimischung verbessern. Die Ergebnisse dieses Projekts öffnen den Weg für Produkte mit innovativen Eigenschaftskombinationen, die weder durch herkömmliche Sprühtrocknung (mit oder ohne Gasbeimischung) noch durch konventionelle Sprühgranulation (ohne Gasbeimischung) hergestellt werden können. Es wurden verschiedene Stoffe mit breiten Anwendungsfeldern untersucht, darunter wässrige Lösungen von unterschiedlich großen Salzen sowie Zuckerlösungen. Durch eine umfassende Produktcharakterisierung, die äußere und innere Morphologie, Schüttdichte, Rekonstitution und Partikelfestigkeit einschloss, wurde der neue Prozess detailliert abgebildet, damit Unternehmen (Hersteller von partikulären Produkten, Apparate- und Anlagenbauer sowie relevante Dienstleister - sowohl KMU als auch größere Unternehmen) ihn nach Abschluss des Projekts nutzen können.
Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 12/2020 bis 05/2023 an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, Tel. 0391/6758784) unter der Leitung von Prof. Dr. E. Tsotsas (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr. E. Tsotsas).
Das IGF-Vorhaben Nr. 21319 BR der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.