Characterization and intensification of micromixing for the precipitation of nanoparticles

Applicant Professor Dr.-Ing. Wolfgang Peukert
Subject Area Chemical and Thermal Process Engineering
Term from 2002 to 2010
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5386135
 

Project Description

Gegenstand dieses Forschungsvorhabens ist das Mikromischen in Strahlmischern im Zusammenhang mit der Nanopartikelfällung. Die Mischkinetik beeinflusst entscheidend den Aufbau der Übersättigung und damit die stark nichtlineare Partikelbildungskinetik. T/Y-Mischer haben sich in eigenen Vorarbeiten als auch in der industriellen Anwendung als besonders geeignet erwiesen, da in solchen Aggregaten schnelle Mischkinetiken realisierbar sind. Zunächst soll die Mischkinetik quantitativ im Vergleich zur Partikelbildungskinetik charakterisiert werden. Die Mischkinetik wird einerseits global mit der Methode der Parallelreaktionen und andererseits lokal mit hochaufgelösten LIF-Messungen auf Längenskalen unterhalb der Batchelor-Längen gemessen. Diese Messungen dienen auch dem Kooperationspartner Dr. Manhart für die Modellbildung. Durch eigene Modellrechnungen soll der Einfluss der Mikromischens auf die Partikelbildungskinetik studiert werden. Zur Mischintensivierung werden äußere Felder vorgeschlagen. Hierzu kommen neben elektrischen Feldern auch Magnetfelder, vor allem aber auch der Einsatz von Ultraschall in Frage. Die relative Bedeutung der einzelnen Methoden soll im Rahmen des Schwerpunktprogrammes quantitativ untersucht werden. Im Hinblick auf die Produktgestaltung kommt es entscheidend darauf an, die Übersättigungsverteilung im Reaktionsvolumen "maßzuschneidern", d.h. die Mischung durch geschickte Wahl der Betriebsparameter und der Reaktorgeometrie so zu gestalten, dass sich die der gewünschten Partikelgrößenverteilung entsprechende Verteilung der Eduktkonzentrationen einstellt.
DFG Programme Priority Programmes
Subproject of SPP 1141:  Analysis, Modeling and Calculation of Mixing Processes with and without Chemical Reaction
Participating Person Professor Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid