Verklumpung

Verklumpung ist der Prozess, bei dem feine Partikel, Pulver oder Pasten zu Klumpen zusammenhaften. Sie führt zu verringerter Fließfähigkeit, schlechter Dosierbarkeit und erschwerter Verarbeitung. Der Begriff wird in verschiedenen Fachgebieten verwendet, unter anderem in der Lebensmitteltechnik, Pharmazie, Chemie und Materialwissenschaft, wo oft versucht wird, die Bildung von Klumpen zu verhindern oder zu kontrollieren.

Ursachen sind vielfältig: physikalische Kräfte zwischen Partikeln (Kohäsion, Van-der-Waals-Kräfte), mechanischer Druck sowie chemische Reaktionen und vor allem Feuchtigkeit, die Kapillarkräfte bildet und Klumpenbildung begünstigt. Die Partikelgröße, Form, Oberflächenbeschaffenheit und der Einsatz von Additiven beeinflussen die Neigung zur Verklumpung; elektrostatische Aufladung kann das Fließverhalten zusätzlich modulieren.

Anwendungsbereiche und Beispiele: In der Lebensmitteltechnik neigen Zucker, Mehl, Kakao oder Kaffeepulver bei Feuchtigkeit zur Verklumpung. In der Pharmazie verklumpen mikronisierte Wirkstoffe, Lactose und Hilfsstoffe, was Tablettierung oder Granulierung behindert. In der Pigment-, Kosmetik- und Chemieindustrie kann Verklumpung Lagerung, Transport und Mischung erheblich erschweren. In der Materialwissenschaft kann Verklumpung auch ein Zwischenstadium vor der Gefügebildung oder Sinterung sein, insbesondere in feuchten oder wärmebehandelten Systemen.

Prävention und Kontrolle umfassen Feuchtigkeitskontrolle, geeignete Verpackung und Lagerbedingungen, den Einsatz von Anti-Kaking-Agentien (z. B. Silikate), Trocknung oder Feuchtekontrolle, Granulierung bzw. Agglomeration sowie optimierte Förder- und Verarbeitungsverfahren. Die Verklumpung wird typischerweise durch Fließ- und Konsistenztests beurteilt, etwa das Hausner-Verhältnis, der Winkel des Repose und der Schüttwinkel.