Düsenzerstäubung

Düsenzerstäubung ist ein Verfahren zur Erzeugung feiner Tropfen aus einer Flüssigkeit, indem diese durch eine Düse in einen Gasraum gedrückt oder durch Luftdruck, Luftströmung oder Zusatzschwingungen weiter zerteilt wird. Ziel ist die Bildung eines Sprühnebels mit definierter Tropfengröße für eine gleichmäßige Abdeckung, Verdampfung oder Reaktion.

Prinzip und Typen: Die durch eine Düse erzeugte Flüssigkeitsjet zerfällt aufgrund Hydrodynamik und Oberflächenspannung in Tropfen. Bei luftunterstützter Zerstäubung kommt zusätzlich Druckluft oder Mineralluft zur Verkleinerung der Tropfen zum Einsatz; koaxiale und Twin-Fluid-Düsen nutzen Luft und Flüssigkeit gemeinsam. Ultraschallzerstäubung verwendet hochfrequente Schwingungen, um Tropfen schon in der Düse zu erzeugen. Dreh- oder Trommelflächenzerstäubung nutzt rotierende Scheiben, um Tropfen durch Zentrifugalkraft zu erzeugen.

Parameter und Tropfengröße: Wichtige Einflussgrößen sind Viskosität und Oberflächenspannung der Flüssigkeit, Durchflussrate, Spritzdruck, Düsenöffnung sowie Luftdruck und Temperatur. Die Tropfengröße wird oft durch Größenkennwerte wie den Sauter-Durchmesser D32 beschrieben und durch die Tropfradiusverteilung charakterisiert.

Anwendungen: Düsenzerstäubung findet breite Anwendung in Beschichtungen (Lacke, Klebstoffe), Sprühtrocknung in Lebensmitteln und Pharmazeutika, Agrarchemie (Pflanzenschutzmittel), Inhalationsformen sowie in der Kühlung und Pulverherstellung.

Praxisrelevanz: Die Auswahl der Düsenart, die Kontrolle der Tropfengröße und die Vermeidung von Verstopfungen oder Verschleiß sind zentrale Aspekte der Prozessführung und Qualitätssicherung.