Untersuchungen zur - OPUS - Universität Würzburg

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96 ERGEBNISSE UND DISKUSSION Abweichungen sind vernachlässigbar. In beiden Fällen ist ab einer Mischzeit von 360 min ein deutlicher Wiederanstieg der Zugspannung zu verz eichnen. Ein Fließregulierungsmittelzusatz von 1,0 % führt zu einer unm ittelbaren Absenkung der Zu gspannung auf ein seh r niedriges Niveau von 9 Pa. Der Wert steigt im Verlauf des Mischens jedoch kontinuierlich an. Ab einer Mischzeit von 1 d unterschei den sich die W erte nicht mehr signifikant von den Zugspannungswerten der Mischungen mit niedrigerem Fließregulierungsmittelzusatz. Zugspannung [Pa] 50 40 30 20 10 0 0 10 0,1 % AEROSIL ® R812 0,2 % AEROSIL ® R812 1,0 % AEROSIL ® R812 20 30 Mischzeit [min] 360 1440 2880 4320 5760 7200 Abb. 5. 85: Zugspannung b inärer Maisstär ke/AEROSIL ® R812-Mischungen, Konzentration: 0,1 %, 0,2 %, 1,0 % (m/m), Turbula ® -Mischer (90 UpM), n = 20 Die in Abb. 5.85 dargestellten Zugspannungswe rte der hydrophoben Kieselsäure AEROSIL ® R812 unterscheiden sich in einigen Aspekten von dem Verlauf der Zugspannung der hydrophilen Kieselsäure AEROSIL ® 200 (vgl. Abb. 5.84). Sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Fließ regulierungsmittelkonzentrationen werden bereits nach 1 minütigem Mischen sehr niedrige Zugspannungswerte erreicht. Die höchste Konzentration von 1,0 % führt auch in diesem Fall zur stärksten Absenkung der Zu gspannung. Die Unterschie de der jeweiligen Zugspannungsminima sind allerdings nicht so st ark ausgeprägt wie bei den Mischungen m it AEROSIL ® 200. Bei allen Fließregulierungsm ittelkonzentrationen nimm t die Kohäsion des Schüttguts nach einer bestimm ten Mischz eit wieder zu, was s ich in steigenden Zugspannungswerten bem erkbar m acht. Je niedriger die Konzentration de s Fließregulierungsmittels ist, desto früher und ausgeprägter steigt die Zugspannung im Verlauf des Mischvorgangs wieder an. Fließregulierungsmittel lagern sich nach de r Herstellung auf grund ihrer Größe zu mehr oder weniger großen Agglomeraten zusammen, die je nach Lagerbedingungen einer bestimm ten Korngrößenverteilung folgen. Um im Verlauf des Mischvorgangs an die Oberfläche der Trägerpartikel adsorbiert werden zu können, müssen sie genügend klein sein. W ird m ehr
ERGEBNISSE UND DISKUSSION Fließregulierungsmittel eingesetzt, so ist bereits vor dem Homogenisieren der Komponenten eine größere Anzahl kleiner, sofort adsorbierb arer Agglomerate vorhanden. Sofern diese für eine optimale Oberflächenbelegung ausreichen d ist, kann die Zugspannung schon nach sehr kurzem Mischen auf ein Minim um reduziert werd en. Dies erklärt, warum bei einer höheren Konzentration an Fließregulierungsm ittel bereits nach 1 min Mischzeit das Zugspannungsminimum erreicht wird. Sowohl bei AEROSIL ® 200 als auch bei A EROSIL ® R812 ist der W iederanstieg der Zugspannung bei geringeren Konzentrationen ausgep rägter. Besonders deutlich wird dies im Fall der hydrophoben Kieselsäure AEROSIL ® R812. Diese Beobachtung stützt wiederum die These, dass die Zunahme der Kohäsion des Schü ttguts nach längerem Mischen nicht auf die Ausbildung eines ges chlossenen Fließregulier ungsmittel-Films zurückzuführen ist. Ein e Fließregulierungsmittelkonzentration von 0,2 % reich t n icht aus, um die Oberfläche der Maisstärke lückenlos zu belegen. Theoreti sch ist eine m onopartikuläre Belegung von nur 53 % möglich (Berechnungen siehe Anhang 8.2). Dennoch komm t es zu einem Ve rlust der fließregulierenden W irkung. Müller [ 81] untersuchte den Zugspannungsverlauf binärer Mischungen aus Kartoffelstärke und 0,01 % Fließregulierungsmittel vom Typ SIPERNAT ® . Ein signifikanter W iederanstieg der Zugs pannung fand zum eist nach Mischzeiten von 60 - 120 min (Turbula ® -Mischer, 49 UpM) s tatt. A uch in diesem Fall ist eine vollständige Oberflächenbelegung ausgeschlossen, da theo retisch ein Bedeckungsgrad von m aximal 7 % erzielt werden kann. Die Verschlechterung der Fließeigenschaften nach längerem Mischen ist somit ausschließlich auf die Abflachung der Ad sorbate zurückzuführen. Der Einsatz höherer Fließregulierungsmittelkonzentrationen kann einen W iederanstieg der Zuspannung hinauszögern, jedoch nicht verhindern. Mögl icherweise ist hierbei über einen längeren Zeitraum eine ausreichende Anzahl stab Oberflächenrauigkeiten fungieren können. iler Agglom erate vorhanden, die noch als 97
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