In Ruhe befindliche Schüttgüter wie trockene Pulver oder Granulate (Haufwerke) bilden teilweise Agglomerate mit mehr oder weniger festen Bindungen. Die Festigkeit dieser nichtstofflichen Bindungen hängen von der Partikelgröße und den zu Grunde liegenden Bindungsmechanismen ab. Je nach Stoffeigenschaften, Oberflächenbeschaffenheit, Restfeuchte und Partikelgröße wirken zum Beispiel Van der Waals-Kräfte, Kapillarkräfte sowie elektrostatische und magnetische Anziehungskräfte. Grundsätzlich gilt, dass mit abnehmender Partikelgröße die Bindungsneigung zwischen den Partikeln zunimmt.
Bei der Charakterisierung von dispersen Systemen interessieren meist die physikalischen Eigenschaften der Einzelpartikel (wie Partikelgröße oder Partikelform) und deren Verteilungsmerkmale (Häufigkeitsverteilung, Verteilungsdichte). Aufgabe der Trockendispergierung ist die Überwindung der Haftkräfte zwischen den agglomerierten Partikeln und die optische Verdünnung des Partikelkollektivs, um dieses für den Sensor als Einzelpartikel in angemessener Konzentration messbar zu machen. Für das Aufbrechen der Agglomerate ist ein Energieeintrag notwendig, der die Bindungskräfte überwindet. Die in Ruhe befindlichen Haufwerke werden dazu in Bewegung gebracht, so dass Massenkräfte wie Schwerkraft, Trägheit oder Fliehkraft und Oberflächenkräfte aus Strömungseffekten gegen die Bindungskräfte wirken können. Eine Verdünnung wird meist durch die Dosierung eingeleitet, die eine gleichmäßige und kontinuierliche Verteilung der Einzelpartikel in einem größeren Luftvolumen ermöglicht.
Einfach zu dispergierende, d.h. typischerweise grobdisperse, rieselfähige Produkte werden in einem Freifallschacht im Schwerefeld beschleunigt und können zusätzlich über gezielte Partikel-Wand-Stöße in einer Prallflächenkaskade und zufällige Partikel-Partikel-Stöße schonend dispergiert werden. Dieses Prinzip ist im Gravitationsdispergierer GRADIS umgesetzt.
Feinere Partikel mit einer größeren Bindungsneigung und festeren Agglomeraten benötigen einen gezielten und leistungsfähigen Eintrag von Dispergierkräften. Durch den Eintrag von Druckluft oder anderen komprimierten Gasen in einen Injektionsdispergierer mit einer strömungsoptimierten Dispergierstrecke lassen sich auch extreme Haftkräfte zwischen Partikeln wirkungsvoll überwinden. Geschwindigkeitsgradienten im Luftstrom, Partikel-Partikel- und Partikel-Wand-Stöße bilden einen kombinierten und kraftvollen Dreiklang. Agglomerate werden vollständig aufgebrochen und die Einzelpartikel als Aerosol in einem großen Luftvolumen gleichmäßig verteilt. Große Beschleunigungen von bis zu 100 m/s und eine Zuführung zum Sensor in einem Aerosolfreistrahl verhindern eine Reagglomeration der Partikel.
Das Prinzip der Injektionsdispergierung mit Druckluft und vorgeschalteter Dosierung stellt unsere Durchbruchinnovation dar und ist erstmalig zu Beginn der 1980er Jahre im Trockendispergierer RODOS umgesetzt worden. Unser Dispergierprinzip hat Eingang in den internationalen Standard zur Laserbeugung (ISO 13320) gefunden und bildet heute ein Fundament der Charakterisierung trockener Partikel mit Laserbeugung und dynamischer Bildanalyse.
