@phdthesis{Marquardt2004,
  author    = {Marquardt, Karin},
  title     = {Untersuchungen zum Zerkleinerungsverhalten kristalliner Stoffe in einer Spriralstrahlm{\"u}hle},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8308},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Feinheit von Mahlprodukten, die durch Beanspruchung in einer Luftstrahlm{\"u}hle erreicht wird, ist immer das Resultat von Zerkleinerungs- und Sichtungsprozessen in der Mahlkammer. Bei hohem Eintrag von Mahlenergie und unter dem Einfluss von großen Zentrifugalkr{\"a}ften in der Mahlkammer k{\"o}nnen feinste Mahlprodukte mit enger Korngr{\"o}ßenverteilung erzielt werden. Es ist jedoch nicht nur entscheidend, dass sehr feine, eng verteilte Mahlprodukte durch Luftstrahlmahlung geschaffen werden k{\"o}nnen. Mindestens genauso wichtig ist es, dass die Korngr{\"o}ßenverteilungen der Mahlprodukte reproduzierbar sind. Reproduzierbar sind die Mahlergebnisse allerdings nur dann, wenn die Abl{\"a}ufe in der Mahlkammer konstant gehalten werden k{\"o}nnen. Bevor Aussagen {\"u}ber den Mahlvorgang in der Luftstrahlm{\"u}hle getroffen werden, muss eine Prozessvalidierung vorgenommen werden. Ansonsten sind keine Modellberechnungen, die einen Zusammenhang zwischen Mahleinstellungen und Korngr{\"o}ßenverteilungen von Mahlprodukten herstellen, m{\"o}glich. Alle Untersuchungen zum Bruchverhalten von Mahlg{\"u}tern wurden durchgef{\"u}hrt an einer Luftstrahlm{\"u}hle vom Typ Fryma JMRS 80, die bereits von Rief [40] optimiert worden war. Es konnte gezeigt werden, dass hohe Mahl- und Injektordr{\"u}cke auch zu hohen Kammerdr{\"u}cken im station{\"a}ren Betriebszustand f{\"u}hren. Große Gutaufgaben pro Zeiteinheit und ein breiter Mahlspalt sind dagegen mit niedrigeren Kammerdr{\"u}cken verbunden. Diese Ergebnisse stimmen gut mit bereits von Muschelknautz [38, 39] und Bauer [34] gewonnenen Erkenntnissen {\"u}berein. Bei hohen Mahl- und Injektordr{\"u}cken sind die Str{\"o}mungsgeschwindigkeiten in der Mahlkammer und damit auch der Mahlkammerdruck relativ groß. Wird dabei jedoch viel Mahlgut pro Zeiteinheit zugef{\"u}hrt, kommt es zu einer starken Abbremsung der Str{\"o}mung, da das zirkulierende Gas durch {\"U}bertragung von Energie auf die Partikel in der Mahlkammer selbst an kinetischer Energie verliert; der Druck in der Mahlkammer sinkt. Die Gr{\"o}ße des Mahlspalts hat Einfluss auf den Kammerdruck, da sie bestimmt, wie groß der Unterdruck und damit der Sogeffekt {\"u}ber dem Tauchrohr ist. Ist der Mahlspalt breit, nimmt der Sog aus der Mahlkammer ab. In der Folge verweilt das Mahlgut l{\"a}nger in der Kammer; die Feststoffmenge in der Mahlkammer nimmt zu. Dadurch wird die Str{\"o}mung in der Mahlkammer stark abgebremst, der Druck in der Kammer sinkt. Harte Stoffe von hoher Dichte und mit elastischem Materialverhalten f{\"u}hren zu niedrigeren Kammerdr{\"u}cken im konstanten Betriebszustand als weiche Stoffe von niedriger Dichte und mit inelastischem Materialverhalten. Mit Hilfe von Korngr{\"o}ßenanalysen konnte gezeigt werden, welchen Einfluss einzelne operative Parameter auf die Feinheit der Mahlprodukte haben. Am Beispiel von Ascorbins{\"a}ure, Natriumascorbat, Lactose und Natriumchlorid wurde untersucht, wie sich die F{\"o}rderrate, der Mahl- und Injektordruck und die Gr{\"o}ße des Mahlspalts auf die Produktfeinheit auswirken. Ein Vergleich der verschieden Mahlg{\"u}ter erm{\"o}glichte es, abzusch{\"a}tzen, inwieweit sich mechanische Eigenschaften auf den Verlauf des Mahlprozesses auswirken. Mit zunehmender Gutaufgabe pro Zeiteinheit werden die Korngr{\"o}ßenverteilungen der Mahlprodukte breiter und hin zu gr{\"o}ßeren Korngr{\"o}ßen verschoben. Steigender Mahl- und Injektordruck und ein gr{\"o}ßer werdender Mahlspalt f{\"u}hren dagegen zu feineren und enger verteilten Mahlprodukten. W{\"a}hrend F{\"o}rderrate und Mahl- bzw. Injektordruck die absolut zur Zerkleinerung verf{\"u}gbare Energie bestimmen, nimmt die Gr{\"o}ße des Mahlspalts eher Einfluss auf die Beanspruchungsdauer der Mahlgutpartikel. Da bei breitem Mahlspalt der Unterdruck {\"u}ber dem Tauchrohr und damit der Sog aus der Mahlkammer reduziert wird, nimmt mit wachsendem Mahlspalt die Verweildauer der Mahlgutpartikel in der Mahlkammer zu; das gewonnene Mahlprodukt wird feiner und enger verteilt. Experimente ergaben, dass sich Ascorbins{\"a}ure am leichtesten zerkleinern l{\"a}sst, gefolgt von Natriumascorbat, Natriumchlorid und zuletzt Lactose. Je kleiner das Elastizit{\"a}tsmodul und je gr{\"o}ßer die H{\"a}rte und die Dichte eines Mahlguts, desto energieaufw{\"a}ndiger ist die Zerkleinerung. Mit Erfolg konnten die operativen Parameter F{\"o}rderrate, Mahldruck und Mahlspalt mit den charakteristischen Gr{\"o}ßen der Mahlproduktverteilungen korreliert werden. Ebenso gelang es, die Materialeigenschaften H{\"a}rte, Elatizit{\"a}tsmodul und Dichte in die Korrelation mit einzubeziehen. F{\"u}r alle mathematischen Rechenans{\"a}tze wurden Modelle zweiter Ordnung gew{\"a}hlt, da diese nicht zu kompliziert sind und dennoch den Prozess sehr gut beschreiben.},
  language  = {de}
}